一、背景介绍2023年，诺贝尔物理学奖表彰了极紫外高次谐波产生的实验技术，实现利用阿秒（1018分之一秒）量级时间宽度的极紫外激光脉冲研究各类物质中的电子运动，具有划时代的科学意义。除了前沿科学应用，高次谐波作为一种时空相干、定向性好、发射亮度高、宽光谱范围便于调谐的桌面型极紫外光源，相比等离子体光源和同步辐射光源具有明显的成本优势。因此，高次谐波光源有望在材料谱学分析、生物细胞和化学分子成像、半导体芯片量测检测等领域取得广泛应用。极紫外高次谐波光源的工业应用需要在单位时间内...

封面展示了具有多环形腔结构的大孔径垂直腔面发射激光器（VCSEL）。通过将注入电流的区域分割成多个区域，可实现载流子分布的均匀化，进而有效抑制空间烧孔效应。该器件的近场分布均匀且明亮，远场呈高斯分布，满足了光通信、3D传感、激光雷达等领域对高功率高光束质量半导体激光源的需求，进一步拓展了VCSEL在智能设备领域中的应用范围。此外，多环形腔结构的设计无需引入微透镜、表面光栅等外部结构，简化了制备过程，为实现高光束质量高功率的VCSEL提供了新的技术路径。一研究背景垂直腔面发射激...

受凝聚态拓扑启发，光子拓扑绝缘体凭借其独特的光学特性（如具有单向传输的手性边界态）和丰富新奇的物理现象受到广泛关注。超快激光直写技术具有高精度的快速三维微纳加工能力，可以在玻璃内部形成波导结构，是研究和实现光子拓扑绝缘体的重要手段，近年来实现了高阶拓扑绝缘体、弗洛凯（Floquet）拓扑绝缘体、非厄米拓扑、非线性拓扑、拓扑泵浦、量子拓扑保护等新型拓扑模型和应用，极大地促进了拓扑光子学的研究进展，并为片上集成光子芯片带来了新的机遇。之江实验室谭德志研究员团队综述了最新拓扑光子学...

研究背景飞秒光频梳在时域上由相同间距的超短脉冲串构成，频域上由一系列离散、等间距且具有稳定相位关系的频率分量组成，可以实现原子钟精度的绝对频率测量，是天然的时频基准。飞秒光频梳在精密测量、光谱学、冷原子等相关领域中有着重要的应用意义。目前，在中红外波段，飞秒光频梳为精密光谱学带来一套新的工具，可用于二氧化碳、氨气等特殊气体检测。此外，对分子结构和动力学的透彻理解通常涉及到宽频率范围内的详细光谱分析。借助中红外光频梳，也可以在大动态范围内精确研究分子样品的组成变化。创新工作天津...

一、研究背景超短脉冲的出现，为人们以高时间分辨研究微观超快动力学过程提供了可能，推动了人们对光与物质相互作用的理解。微观范畴内，分子转动过程时间尺度在皮秒量级，分子振动过程时间尺度在飞秒量级。而原子、分子、固体中电子运动时间尺度为阿秒量级，需要阿秒宽度的超短脉冲对其进行测量和研究。2001年，P.Agostini小组产生了脉冲宽度250as的13~19阶高次谐波的阿秒脉冲串。同年，F.Krausz小组得到了脉宽650as的单个阿秒脉冲，标志着超快研究进入阿秒领域。其后20多年...

一、背景介绍光学技术具有非电离辐射、高分辨率、高对比度和对生物组织异变高度灵敏等特性，在生物医学中扮演着越来越重要的角色，非常适用于生物组织的研究，包括成像、传感、治疗、刺激以及控制等等。然而由于生物组中光学折射率分布不均，光在生物组织中的传播会受到很强的散射影响，导致了纯光学技术的穿透深度和空间分辨率“鱼和熊掌不可兼得”；高分辨率光学成像应用仅限于样品浅表层，当成像深度增加时分辨率急剧下降。如何实现光在深层生物组织里的高分辨率成像或应用，是人们期盼已久的目标。香港理工大学赖...

一、研究背景随着半导体工业的发展，光刻分辨率限制了极大规模集成电路制造集成度的进一步提升。在采用193nm光刻技术实现32nm甚至22nm节点后，光刻技术的发展遇到了瓶颈。为了进一步减小芯片的特征尺寸，采用更短波长的极紫外（EUV）光刻技术应运而生。EUV光刻目前采用13.5nm（2%带宽）波长极紫外光作为曝光光源，这是综合考虑靶材利用率、光谱纯度、极紫外转化效率等因素最终选定的波长。其中，锡已经成为EUV光源最主要的靶材。激光等离子体（LPP）和激光诱导放电等离子体（LDP...

一、背景介绍光量子精密测量作为当代量子力学的重要应用领域之一，一直以来备受关注。量子精密测量旨在利用量子资源提高物理系统中未知参数的测量精度，为基础科学研究和实际工程应用带来重要突破。光子系统作为量子信息处理的理想载体，具有相干时间长、不易受到环境干扰等优势，因此在光量子精密测量中扮演着重要角色。近年来，光量子精密测量领域取得了令人瞩目的进展，为光子系统的高精度测量和传感应用提供了新的可能性。该综述重点介绍光量子精密测量的关键技术进展，并展望未来的发展方向。二、量子精密测量的...