高功率超快激光在透明介質傳輸中不產生明顯的發散，其傳輸距離可以遠遠超越衍射極限，同時會產生等離子通道(圖1(a))。該通道通常稱為“光絲”，這一過程即為成絲現象。同時激光光譜會極大展寬(圖1(b))，可以覆蓋從微波到紫外的超寬范圍，被稱為白色激光或者超連續譜。雖然1964年人們就在實驗中發現了激光成絲現象，但直到1994年GérardMourou教授(諾貝爾物理學獎獲得者)課題組發現空氣中的成絲現象，人們才開始重視激光成絲現象在大氣遙感、超快激光技術、人工干預天氣、激光超精細...

關鍵技術進展1.腔內直接激發結構光場1)基于離軸泵浦和像散轉換產生渦旋結構光場我們課題組通過對泵浦的離軸控制來改變泵浦和不同模式分布的重疊率，從而控制增益損耗，產生所需的高階模式，而后經過腔外的模式像散轉換器得到帶軌道角動量的光場，如拉蓋爾-高斯模式(LG)的光場、厄米-拉蓋爾-高斯模式的光場和SU(2)幾何模式，如圖1(a)所示。中國臺灣交通大學Chen課題組基于此方法得到了三維李薩如光場，如圖1(b)所示。該課題組在橫縱模鎖定的狀態下，在菲涅耳數更大的激光系統中得到了余擺...

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在現代光通信、激光測距和量子傳感等領域，高速光電探測器是捕捉極微弱、超短脈沖光信號的核心器件。其性能決定了系統能否準確感知皮秒乃至飛秒級光事件。本文將深入剖析高速光電探測器的工作原理及其技術突破。一、光電轉換：光信號到電信號的躍遷高速光電探測器的核心作用是將入射光子轉化為電信號。這一過程主要依賴三種物理效應：1.光伏效應（PhotovoltaicEffect）光子激發半導體材料中的電子-空穴對，形成內部電場驅動電荷分離。典型應用如PIN光電二極管，其結構優化可提升響應速度。2...

有源光纖是光纖激光器的核心元件，其作用是產生激光和實現功率放大，其結構通常為雙包層結構.圖1有源光纖激光器光路圖和普通雙包層有源光纖結構示意圖有源光纖激光器具有重量輕、體積小、電光轉換效率高等優勢，在空間激光通信、激光雷達、太空垃圾處理、光纖陀螺及**等方面有重要應用價值圖2有源光纖的激光波長和最高輸出功率及在太空中的主要應用然而，太空環境中存在大量輻射源，諸如γ射線、電子、中子等。這些高能粒子束輻照會使有源光纖的背底損耗急劇增加，激光性能大幅下降，嚴重時甚至沒有激光輸出。這...

金屬激光增材制造過程中易出現孔隙、裂紋、氧化夾雜、熔體球化與飛濺等一系列冶金缺陷，這是由材料的物理和化學特性本質決定的。缺陷會顯著降低激光增材制造構件成形性能。以鋁合金為例，其特殊性質(低密度、低激光吸收率、高熱導率及易氧化性等)決定了其是激光增材制造的典型難加工材料。很多高性能合金較難通過激光增材制造工藝獲得預期的高性能，主要是因材料的成分物性等參數并非專門為激光增材制造而設計，難以適用于激光快速熔化凝固過程及高度非平衡冶金熱力學和動力學行為。專用面向激光增材制造的Al-M...

硅基光電計算是建立在硅基光電子學基礎上的一種新型計算體系,如圖1所示。硅基光電子學是探討微納米量級光子、電子及光電子器件在不同材料體系中的工作原理，并使用與硅基集成電路工藝兼容的技術和方法，將它們異質集成在同一硅襯底上形成一個完整的具有綜合功能的新型大規模光電集成芯片的一門科學。圖1硅基光電計算體系早期硅基光電子概念的提出是為了解決傳統微電子芯片中核心單元之間的互連通信瓶頸問題。近十年來，硅基光電子因其與CMOS技術兼容的集成工藝和光域通信互連方面的優點，不僅在通信領域實現了...

作為世界精確的計時器，光學原子鐘的復雜程度也可謂登峰。從超穩定激光系統到原子裝置，再到真空系統和頻率測量體系——若有人將一臺光學原子鐘裝入拖車，任其飛馳于高速公路上，那無疑是相當抽象的表演，要知道，任何劇烈顛簸都可能擾亂它精準的滴答。但德國聯邦物理技術研究院(PTB)的科學家表示，這次兇險的運輸勢在必行!從研究院所在的布倫瑞克出發，它將跋山涉水，與其他全球頂尖的光學鐘相遇和比對，向便攜和實用的目標邁進，也向全新定義的“秒”迫近，而新定義的秒將深刻影響從速度到質量的幾乎所有科學...