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【封面解讀】封面展現(xiàn)了超疏水多級光熱防冰表面在陽光輻照下的融冰場景。通過飛秒激光加工具有保護(hù)作用的蜂窩結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部的微柱陣列，并在微柱表面附著由Fe3O4納米顆粒組成的光熱顆粒，使該表面同時具有優(yōu)異的疏水性和光熱性能。在自然輻照條件下，陽光能量入射微柱陣列形成的光熱阱進(jìn)行多次反射，微柱表面的Fe3O4顆粒吸收光子能量迅速升溫，通過多級結(jié)構(gòu)和光熱顆粒協(xié)同增強(qiáng)光能吸收，實(shí)現(xiàn)高效融冰，為進(jìn)一步提高材料表面光熱性能提供了新路徑。01.研究背景航空發(fā)動機(jī)結(jié)冰是威脅飛行安全的關(guān)鍵因素之一...

研究背景量子級聯(lián)激光器（QCL）是一種基于單極性載流子躍遷的紅外半導(dǎo)體激光器，其發(fā)光機(jī)制源于電子在量子級聯(lián)結(jié)構(gòu)子帶間的躍遷。這種激光器憑借其獨(dú)特的發(fā)光波長覆蓋中遠(yuǎn)紅外波段的特性，在痕量氣體檢測、自由空間光通信、紅外對抗等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。長期以來，分子束外延（MBE）技術(shù)憑借其在生長參數(shù)控制精度和界面陡峭度方面的優(yōu)勢，成為QCL生長的選技術(shù)。2020年，國外研究團(tuán)隊(duì)基于MBE技術(shù)制備的QCL單管器件達(dá)到了室溫連續(xù)輸出功率5.6W的業(yè)界高水平。然而，MBE技術(shù)受限于高昂...

研究背景激光尾波場加速（LaserWakefieldAcceleration,LWFA）憑借比傳統(tǒng)加速器高出千倍以上的加速梯度，有望推動加速器朝著小型化、低成本的方向變革，在新型輻射源、醫(yī)學(xué)成像、腫瘤放療等領(lǐng)域潛力巨大。然而，電子束注入機(jī)制在很大程度上決定了最終電子束的能量、能散和穩(wěn)定性。離化注入機(jī)制因其能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生大電量電子束而被廣泛應(yīng)用，但氣體持續(xù)離化導(dǎo)致的連續(xù)注入過程，使得離化注入機(jī)制得到的電子通常為連續(xù)寬譜，限制了其在高精度物理實(shí)驗(yàn)和緊湊型光源中的應(yīng)用。如何在保持注...

01研究背景為推進(jìn)大氣臭氧多平臺協(xié)同監(jiān)測與PM2.5-臭氧協(xié)同控制，亟需發(fā)展高穩(wěn)定可靠的臭氧濃度時空分布探測新型光源技術(shù)。當(dāng)前，車載大氣激光雷達(dá)雖被廣泛應(yīng)用，但受限于光源穩(wěn)定性不足及時空分辨率偏低等技術(shù)瓶頸，系統(tǒng)仍難以實(shí)現(xiàn)動態(tài)連續(xù)觀測。基于此，研究團(tuán)隊(duì)于2020年突破了固體拉曼激光技術(shù)，成功研制出移動車載走航式臭氧激光雷達(dá)系統(tǒng)[1]。為進(jìn)一步提升系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性與長期運(yùn)行可靠性，團(tuán)隊(duì)近期聚焦于內(nèi)腔固體拉曼激光技術(shù)，創(chuàng)新性地開發(fā)出全固態(tài)免調(diào)諧多波長臭氧激光雷達(dá)激光光源。該技術(shù)通過...

研究內(nèi)容相較于傳統(tǒng)量子阱激光器，量子點(diǎn)激光器在抗反饋性能和相位穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢，其諧振反饋窗口更寬、相位噪聲和時間抖動更低，因而更適合實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)行。該研究提出了一種穩(wěn)定的片上光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用100GHz四階量子點(diǎn)碰撞脈沖鎖模激光器，在單個器件中同時實(shí)現(xiàn)AM與FM光頻梳的產(chǎn)生，通過引入一種低成本的光纖外腔結(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)了對光頻梳工作狀態(tài)的動態(tài)調(diào)控，還顯著壓縮了輸出脈沖寬度，獲得的最短脈寬可達(dá)0.61ps，從而為多樣化應(yīng)用提供了更高的靈活性。圖1(a)為量子點(diǎn)碰撞脈...

要理解空芯光纖，我們得先明白傳統(tǒng)光纖為何重要。高錕先生因發(fā)明光纖獲得諾貝爾獎，因?yàn)楣饫w是光信息和光能量遠(yuǎn)距離傳輸?shù)暮诵妮d體，它開啟了光通信和信息時代的大門。傳統(tǒng)光纖的本質(zhì)是純度的玻璃絲，利用“全反射”原理將光約束在實(shí)芯的玻璃纖芯中傳輸。其最關(guān)鍵的性能指標(biāo)是損耗，損耗越低，光能傳得越遠(yuǎn)。目前傳統(tǒng)石英光纖損耗已接近其材料理論極限，約在0.14dB/km（在1.5微米波段附近）。圖1傳統(tǒng)光纖損耗曲線這個極限從何而來？材料本身有固有缺陷：短波長端受散射效應(yīng)限制，長波長端受材料吸收限制...

封面描繪了中紅外帶間級聯(lián)激光器（ICL）的工作特點(diǎn)。基于高質(zhì)量二類超晶格/量子阱材料的分子束外延生長，以及二類量子阱人工微結(jié)構(gòu)的W形半導(dǎo)體能帶設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)注入電子的帶間躍遷和級聯(lián)發(fā)光。脊條型激光器采用上下對稱性波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了激光在兩個端面的發(fā)射。ICL是一類高效的中紅外激光器，在痕量氣體檢測、工業(yè)過程控制、呼出氣體健康監(jiān)測等場景中有重要應(yīng)用。研究背景基于III-V族半導(dǎo)體的二類超晶格（Type-IIsuperlattices）是通過能帶工程設(shè)計(jì)的一類人工微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，由...

封面圖以中紅外激光光束為核心元素，右側(cè)為傳統(tǒng)法布里-珀羅（FP）激光器的發(fā)散光束（雙瓣?duì)睿笳鞲唠A模混合），左側(cè)為集成多模干涉（MMI）耦合器的激光器輸出的準(zhǔn)直基模光束（單瓣?duì)睿咏苌錁O限）。封面圖直觀對比了傳統(tǒng)FP激光器與集成MMI耦合器的帶間級聯(lián)激光器（ICL）的光束質(zhì)量差異，突出MMI通過自映像效應(yīng)抑制高階模、優(yōu)化光束質(zhì)量的原理，衍射極限光束象征研究目標(biāo)——實(shí)現(xiàn)高功率與高光束質(zhì)量的協(xié)同輸出，為自由空間通信等應(yīng)用提供理想光源。研究背景中紅外（3-4μm）激光在氣體檢測、...