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封面展示了基于激光泵浦型原子傳感器的核磁共振（NMR）測量的基本原理。零場-超低場NMR可極大地提高NMR波譜分辨率，從而提供一種精細化的非侵入性的物質結構檢測新手段。利用激光泵浦極化原子氣室中的原子，同時利用激光對極化原子感知的待測樣品宏觀磁矩信息進行測量，實現了基于高靈敏度原子傳感器的高分辨零場-超低場NMR。通過結合樣品核自旋的超極化增強技術，可進一步提高零場-超低場NMR的波譜測量靈敏度，極大地擴展了NMR的應用范圍。一、背景介紹核磁共振（NMR）是在處于磁場中的非零...

封面展示了基于高次諧波（HHG）技術的13.5nm極紫外光源及其在芯片缺陷檢測領域的應用。通過緊聚焦飛秒激光脈沖在稀有氣體靶中激發產生的高次諧波，可獲得低成本、小型化的相干極紫外（EUV）和軟X射線激光光源。得益于極寬的光譜范圍和飛秒至阿秒級的脈沖寬度，HHG光源可用于納米級空間尺度和阿秒級時間尺度上的各類原子、分子與材料的超快動力學研究。一、研究背景微觀尺度超快動力學研究需要短波長、短脈沖和高相干度的激光光源，這正是高次諧波（HHG）光源的優勢。此外，許多重要元素（如Cr、...

一、背景介紹2023年，諾貝爾物理學獎表彰了極紫外高次諧波產生的實驗技術，實現利用阿秒（1018分之一秒）量級時間寬度的極紫外激光脈沖研究各類物質中的電子運動，具有劃時代的科學意義。除了前沿科學應用，高次諧波作為一種時空相干、定向性好、發射亮度高、寬光譜范圍便于調諧的桌面型極紫外光源，相比等離子體光源和同步輻射光源具有明顯的成本優勢。因此，高次諧波光源有望在材料譜學分析、生物細胞和化學分子成像、半導體芯片量測檢測等領域取得廣泛應用。極紫外高次諧波光源的工業應用需要在單位時間內...

封面展示了具有多環形腔結構的大孔徑垂直腔面發射激光器（VCSEL）。通過將注入電流的區域分割成多個區域，可實現載流子分布的均勻化，進而有效抑制空間燒孔效應。該器件的近場分布均勻且明亮，遠場呈高斯分布，滿足了光通信、3D傳感、激光雷達等領域對高功率高光束質量半導體激光源的需求，進一步拓展了VCSEL在智能設備領域中的應用范圍。此外，多環形腔結構的設計無需引入微透鏡、表面光柵等外部結構，簡化了制備過程，為實現高光束質量高功率的VCSEL提供了新的技術路徑。一研究背景垂直腔面發射激...

受凝聚態拓撲啟發，光子拓撲絕緣體憑借其獨特的光學特性（如具有單向傳輸的手性邊界態）和豐富新奇的物理現象受到廣泛關注。超快激光直寫技術具有高精度的快速三維微納加工能力，可以在玻璃內部形成波導結構，是研究和實現光子拓撲絕緣體的重要手段，近年來實現了高階拓撲絕緣體、弗洛凱（Floquet）拓撲絕緣體、非厄米拓撲、非線性拓撲、拓撲泵浦、量子拓撲保護等新型拓撲模型和應用，極大地促進了拓撲光子學的研究進展，并為片上集成光子芯片帶來了新的機遇。之江實驗室譚德志研究員團隊綜述了最新拓撲光子學...

研究背景飛秒光頻梳在時域上由相同間距的超短脈沖串構成，頻域上由一系列離散、等間距且具有穩定相位關系的頻率分量組成，可以實現原子鐘精度的絕對頻率測量，是天然的時頻基準。飛秒光頻梳在精密測量、光譜學、冷原子等相關領域中有著重要的應用意義。目前，在中紅外波段，飛秒光頻梳為精密光譜學帶來一套新的工具，可用于二氧化碳、氨氣等特殊氣體檢測。此外，對分子結構和動力學的透徹理解通常涉及到寬頻率范圍內的詳細光譜分析。借助中紅外光頻梳，也可以在大動態范圍內精確研究分子樣品的組成變化。創新工作天津...

一、研究背景超短脈沖的出現，為人們以高時間分辨研究微觀超快動力學過程提供了可能，推動了人們對光與物質相互作用的理解。微觀范疇內，分子轉動過程時間尺度在皮秒量級，分子振動過程時間尺度在飛秒量級。而原子、分子、固體中電子運動時間尺度為阿秒量級，需要阿秒寬度的超短脈沖對其進行測量和研究。2001年，P.Agostini小組產生了脈沖寬度250as的13~19階高次諧波的阿秒脈沖串。同年，F.Krausz小組得到了脈寬650as的單個阿秒脈沖，標志著超快研究進入阿秒領域。其后20多年...

一、背景介紹光學技術具有非電離輻射、高分辨率、高對比度和對生物組織異變高度靈敏等特性，在生物醫學中扮演著越來越重要的角色，非常適用于生物組織的研究，包括成像、傳感、治療、刺激以及控制等等。然而由于生物組中光學折射率分布不均，光在生物組織中的傳播會受到很強的散射影響，導致了純光學技術的穿透深度和空間分辨率“魚和熊掌不可兼得”；高分辨率光學成像應用僅限于樣品淺表層，當成像深度增加時分辨率急劇下降。如何實現光在深層生物組織里的高分辨率成像或應用，是人們期盼已久的目標。香港理工大學賴...