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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(xì)化的非侵入性的物質(zhì)結(jié)構(gòu)檢測新手段。利用激光泵浦極化原子氣室中的原子，同時(shí)利用激光對極化原子感知的待測樣品宏觀磁矩信息進(jìn)行測量，實(shí)現(xiàn)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(jié)合樣品核自旋的超極化增強(qiáng)技術(shù)，可進(jìn)一步提高零場-超低場NMR的波譜測量靈敏度，極大地?cái)U(kuò)展了NMR的應(yīng)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(shù)的13.5nm極紫外光源及其在芯片缺陷檢測領(lǐng)域的應(yīng)用。通過緊聚焦飛秒激光脈沖在稀有氣體靶中激發(fā)產(chǎn)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(shí)間尺度上的各類原子、分子與材料的超快動力學(xué)研究。一、研究背景微觀尺度超快動力學(xué)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(yōu)勢。此外，許多重要元素（如Cr、...

一、背景介紹2023年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)表彰了極紫外高次諧波產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)利用阿秒（1018分之一秒）量級時(shí)間寬度的極紫外激光脈沖研究各類物質(zhì)中的電子運(yùn)動，具有劃時(shí)代的科學(xué)意義。除了前沿科學(xué)應(yīng)用，高次諧波作為一種時(shí)空相干、定向性好、發(fā)射亮度高、寬光譜范圍便于調(diào)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(yōu)勢。因此，高次諧波光源有望在材料譜學(xué)分析、生物細(xì)胞和化學(xué)分子成像、半導(dǎo)體芯片量測檢測等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。極紫外高次諧波光源的工業(yè)應(yīng)用需要在單位時(shí)間內(nèi)...

封面展示了具有多環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的大孔徑垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。通過將注入電流的區(qū)域分割成多個(gè)區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)載流子分布的均勻化，進(jìn)而有效抑制空間燒孔效應(yīng)。該器件的近場分布均勻且明亮，遠(yuǎn)場呈高斯分布，滿足了光通信、3D傳感、激光雷達(dá)等領(lǐng)域?qū)Ω吖β矢吖馐|(zhì)量半導(dǎo)體激光源的需求，進(jìn)一步拓展了VCSEL在智能設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。此外，多環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)無需引入微透鏡、表面光柵等外部結(jié)構(gòu)，簡化了制備過程，為實(shí)現(xiàn)高光束質(zhì)量高功率的VCSEL提供了新的技術(shù)路徑。一研究背景垂直腔面發(fā)射激...

研究背景飛秒光頻梳在時(shí)域上由相同間距的超短脈沖串構(gòu)成，頻域上由一系列離散、等間距且具有穩(wěn)定相位關(guān)系的頻率分量組成，可以實(shí)現(xiàn)原子鐘精度的絕對頻率測量，是天然的時(shí)頻基準(zhǔn)。飛秒光頻梳在精密測量、光譜學(xué)、冷原子等相關(guān)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用意義。目前，在中紅外波段，飛秒光頻梳為精密光譜學(xué)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(jié)構(gòu)和動力學(xué)的透徹理解通常涉及到寬頻率范圍內(nèi)的詳細(xì)光譜分析。借助中紅外光頻梳，也可以在大動態(tài)范圍內(nèi)精確研究分子樣品的組成變化。創(chuàng)新工作天津...

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

一、背景介紹光學(xué)技術(shù)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(yī)學(xué)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(xué)折射率分布不均，光在生物組織中的傳播會受到很強(qiáng)的散射影響，導(dǎo)致了純光學(xué)技術(shù)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(xué)成像應(yīng)用僅限于樣品淺表層，當(dāng)成像深度增加時(shí)分辨率急劇下降。如何實(shí)現(xiàn)光在深層生物組織里的高分辨率成像或應(yīng)用，是人們期盼已久的目標(biāo)。香港理工大學(xué)賴...