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研究背景飛秒激光脈沖因其具有的峰值功率與高斯分布的橫場能量，與材料相互作用時會出現(xiàn)非線性吸收與電離過程。這種物理機制可使飛秒激光將束縛態(tài)電子瞬間激發(fā)，進而精確去除材料。因此，飛秒激光微加工技術(shù)在硬脆透明材料的刻蝕、切割與鉆孔等方面具有的優(yōu)勢。但在實際的激光微加工應(yīng)用中，往往需要通過調(diào)節(jié)焦點在材料內(nèi)的相對位置與脈沖的輻照數(shù)量來控制消融后結(jié)構(gòu)的形貌與深度。其間，材料內(nèi)部會不可避免地產(chǎn)生“微裂紋”等工藝缺陷，嚴(yán)重制約了應(yīng)用場景的擴展。在飛秒激光加工硬脆透明材料方面，人們對材料內(nèi)“微...

單模泵浦激光器是一種用于為光纖激光器、光纖放大器等提供泵浦能量的激光器件，它以其高電光轉(zhuǎn)換效率和單模光束輸出的特性，在光通信、工業(yè)加工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。單模泵浦激光器的核心機制基于受激輻射理論。當(dāng)泵浦光照射到摻雜介質(zhì)時，介質(zhì)中的鉺離子吸收光子能量，從低能級躍遷至高能級，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時，若外界光子(信號光)通過介質(zhì)，會觸發(fā)受激輻射，釋放與入射光子完*相同的光子，實現(xiàn)光信號的放大。這一過程需通過諧振腔(由全反射鏡和部分反射鏡組成)反復(fù)反射光子，增強受激輻射效應(yīng)，最終...

研究背景受限于地面引力波探測器的臂長及振動噪聲，激光干涉引力波天文臺（LIGO）等地面探測器主要關(guān)注kHz頻段的引力波信息。為探測更為豐富的mHz頻段引力波，如中等質(zhì)量黑洞并合及中等質(zhì)量黑洞雙星繞轉(zhuǎn)等，空間引力波探測計劃應(yīng)運而生，主要任務(wù)包括歐美的LISA計劃及我國的太極計劃、天琴計劃等。空間引力波探測利用星間激光干涉技術(shù)測量引力波引起的星間pm級位移波動，進而反演引力波信息。受限于衛(wèi)星載荷重量及功耗，激光干涉測量系統(tǒng)高度集成多種功能。在完成干涉測距的前提下，需加入絕對距離測...

封面展示了緊湊型光纖進、光纖出的周期極化鈮酸鋰（PPLN）薄膜脊型波導(dǎo)器件。該器件結(jié)合了準(zhǔn)相位匹配的設(shè)計靈活性和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的高功率密度優(yōu)勢，具有轉(zhuǎn)換效率高（比塊狀晶體高出2~3個數(shù)量級）、功率損耗小、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，適用于瓦級頻率變換。一、背景介紹周期極化鈮酸鋰（PPLN）晶體是基于準(zhǔn)相位匹配（QPM）原理，將常規(guī)的摻鎂鈮酸鋰（MgOLN）晶體的內(nèi)部疇結(jié)構(gòu)設(shè)計并制作成周期極化結(jié)構(gòu)（又稱為光學(xué)超晶格結(jié)構(gòu)），幫助提高晶體的非線性變頻特性。它可以利用晶體的最大非線性系數(shù)，實現(xiàn)晶體整個...

毛細力引起的結(jié)構(gòu)組裝是一個常見現(xiàn)象。在日常生活中，如沾水的頭發(fā)、浸墨的毛筆會聚攏在一起；在微納結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，固液界面毛細力引起的結(jié)構(gòu)粘附同樣廣泛存在。由于微結(jié)構(gòu)彈性力與接觸粘附力隨尺寸變化速度不一致，組裝結(jié)構(gòu)的粘附力往往大于結(jié)構(gòu)彈性力，造成微結(jié)構(gòu)毛細力組裝行為的不可逆。在微納加工工藝（如光刻）中，毛細力引起的結(jié)構(gòu)坍塌或組裝往往會造成結(jié)構(gòu)缺陷。實現(xiàn)微結(jié)構(gòu)毛細力自組裝的可逆調(diào)控不僅可以拓寬毛細力自組裝制備方法的應(yīng)用場景，還可以為毛細力引起的微納器件缺陷修復(fù)等提供新的思路。創(chuàng)新工作針對...

一、研究背景翠綠寶石晶體（Alexandrite，Cr3+:BeAl2O4）是一種在近紅外波段性能優(yōu)良的寬帶可調(diào)諧激光放大和增益的介質(zhì)。翠綠寶石晶體存在兩個寬帶吸收譜和兩個窄帶吸收譜。在室溫時，翠綠寶石激光器的波長調(diào)諧范圍為701~858nm，通過單次或多次非線性頻率變換即可獲得紫外和深紫外激光，在科學(xué)研究及工業(yè)等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價值。抽運光能量被翠綠寶石晶體吸收后，除了產(chǎn)生振蕩激光外還有相當(dāng)一部分能量會轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的熱能。當(dāng)抽運光功率、晶體周圍冷卻環(huán)境相對穩(wěn)定時，晶體內(nèi)部...

一、研究背景隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光能夠產(chǎn)生高能量密度的非平衡物理狀態(tài)。溫稠密物質(zhì)的直流電導(dǎo)率是研究該物質(zhì)結(jié)構(gòu)、輻射性質(zhì)和動力學(xué)的重要參數(shù)，但是在大型高能量密度裝置上獲取溫稠密物質(zhì)時間分辨的電導(dǎo)率還面臨著巨大挑戰(zhàn)。用太赫茲時域光譜技術(shù)診斷均勻溫稠密物質(zhì)狀態(tài)在實驗上的挑戰(zhàn)主要來自于兩個方面：一是缺乏強場太赫茲源。溫稠密物質(zhì)是一種與固體具有相同密度的等離子體，太赫茲電場在該物質(zhì)中的透過率往往在1%量級，只有強太赫茲場透過溫稠密物質(zhì)樣品后的太赫茲波形才有可能被探測到。二是缺乏單發(fā)太...

一、研究背景光學(xué)泵浦的THz時域光譜技術(shù)因其采用了改良后的泵浦-探測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對THz脈沖電場矢量的振幅和相位的相干探測，不需要通過K-K變換，就能直接獲得材料在THz頻段的折射率、吸收系數(shù)、復(fù)介電常數(shù)和復(fù)電導(dǎo)率，已在許多應(yīng)用場景中備受青睞。然而，強場THz電磁脈沖不僅具備了弱場THz的基本特征，還具備了集場強、頻率、瞬態(tài)、非熱等多方面于一身的獨特優(yōu)勢，可實現(xiàn)對電子新結(jié)構(gòu)和非平衡磁結(jié)構(gòu)的直接調(diào)控，有望觀察到理論上預(yù)測的許多遠離平衡態(tài)的新奇量子物態(tài)，將當(dāng)前國際研究主體從微擾...