“新一代超強超短激光綜合實驗裝置”通過測試完成驗收

國家自然科學(xué)基金委員會組織專家對“新一代超強超短激光綜合實驗裝置”項目進行驗收。該項目是由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所承擔(dān)的國家重大科研儀器研制項目（部門推薦）。

新一代超強超短激光綜合實驗裝置以探索解決相位空間超高密度高能電子激光加速中的重大科學(xué)技術(shù)問題，發(fā)展超強超短激光驅(qū)動的臺式化、短脈沖X 射線波段自由電子激光器（XFEL）戰(zhàn)略高技術(shù)，開拓高強度阿秒相干X 射線科學(xué)和中紅外新波段強場物理新領(lǐng)域等為科學(xué)目標(biāo)。該裝置將基于激光尾波場加速器實現(xiàn)臺式化XFEL 輸出的原理驗證。該裝置由高性能重復(fù)頻率百太瓦級超強超短激光系統(tǒng)、中紅外新波段可調(diào)諧超強超短激光系統(tǒng)、激光尾波場電子加速與臺式化X 射線波段自由電子激光（XFEL）系統(tǒng)、高次諧波XUV相干光源系統(tǒng)等四個系統(tǒng)組成。

12月23日項目技術(shù)測試專家組、財務(wù)驗收專家組和檔案驗收專家組分別進行了項目驗收技術(shù)指標(biāo)的現(xiàn)場測試、財務(wù)驗收和檔案驗收。24日舉行了項目驗收會。驗收專家組由19位技術(shù)、財務(wù)、檔案專家組成，中國科學(xué)院院士張杰任組長、中國科學(xué)院院士楊學(xué)明任副組長。國家自然科學(xué)基金委員會副主任謝心澄、中國科學(xué)院條件保障與財務(wù)局局長鄭曉年等領(lǐng)導(dǎo)，上海光機所副所長冷雨欣等項目組成員出席驗收會。會議由基金委數(shù)學(xué)物理科學(xué)部董常務(wù)副主任國軒、張杰共同主持。驗收專家組聽取了項目負(fù)責(zé)人李儒新所作的項目完成情況匯報、項目監(jiān)理組監(jiān)理匯報、技術(shù)測試專家組測試匯報、財務(wù)驗收專家組財務(wù)驗收匯報、檔案審查專家組檔案審查匯報，并現(xiàn)場考察了研制儀器設(shè)備。

驗收專家組經(jīng)過投票，一致同意該項目通過驗收。項目驗收專家組表示，項目組全面完成了項目的研制任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)。首次觀察到基于激光加速的自由電子激光輻射非線性放大效應(yīng)，并在激光尾波場電子加速、中紅外新波段超強超短激光、激光驅(qū)動高次諧波產(chǎn)生等研究中取得了國際領(lǐng)先水平成果。驗收專家組建議盡快落實平臺的運行模式和經(jīng)費保障，建立穩(wěn)定的技術(shù)支撐隊伍，實現(xiàn)開放共享，做好用戶服務(wù)。

上海光機所所長邵建達(dá)，黨委書記、副所長陳衛(wèi)標(biāo)，黨委副書記李燕等代表項目承擔(dān)單位參加項目測試會和驗收會。

國內(nèi)首個飛秒激光平臺項目在西安開工建設(shè)

西安光機所“十三五”科教基礎(chǔ)設(shè)施項目——飛秒激光精密智造裝備研究與可靠性分析測試平臺（以下簡稱“飛秒激光平臺項目”）在高新區(qū)開工建設(shè)。

飛秒激光平臺項目是以飛秒激光與物質(zhì)相互作用的機理為基礎(chǔ)，以影響飛秒激光精密智造裝備及可靠性的關(guān)鍵因素為依據(jù)，開展飛秒激光精密智造裝備及其可靠性分析測試研究。建成后，將成為國內(nèi)首個飛秒激光精密智造裝備研究及可靠性分析測試平臺，平臺能力達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流水平，為飛秒激光在航空、航天、電子信息、生物、醫(yī)療等重大戰(zhàn)略及國民經(jīng)濟領(lǐng)域的應(yīng)用提供重要保障。

飛秒激光平臺項目是經(jīng)國家發(fā)改委批復(fù)的“十三五”科教基礎(chǔ)設(shè)施項目，總投資1億元，將為滿足國家重大戰(zhàn)略需求和服務(wù)國民經(jīng)濟領(lǐng)域的研究及應(yīng)用提供重要保障。

建設(shè)地點距離西安光機所信息大道園區(qū)3.8公里，建設(shè)的大樓地上五層、地下一層，總建筑面積6903.83平方米。

科學(xué)家在激光熱效應(yīng)組裝柔性纖維器件研究中取得進展

近年來，基于多功能纖維材料科技的快速發(fā)展，更多種類的纖維具備了傳感、光電轉(zhuǎn)換、能量收集及儲存等功能。隨著對織物類可穿戴電子產(chǎn)品需求的不斷增加，多功能纖維狀器件與智能纖維織物為其提供了一種新的解決方案。但目前柔性纖維內(nèi)部各種功能材料的精確高效定位、連接與組裝等難題，阻礙了纖維器件的大規(guī)模應(yīng)用。

近日，中國科學(xué)院工程熱物理研究所發(fā)文稱，研究所儲能研發(fā)中心與新加坡南洋理工大學(xué)合作，提出一種新型的基于激光熱效應(yīng)的纖維內(nèi)微粒精確操控技術(shù)，突破纖維材料不利于進行內(nèi)加工的固體特性，實現(xiàn)固體內(nèi)微粒的精準(zhǔn)移動及控制，組裝出半導(dǎo)體異質(zhì)功能結(jié)構(gòu)，為制備復(fù)雜而高效的纖維內(nèi)功能結(jié)構(gòu)與器件提供了新思路。

該研究通過二氧化碳激光器的精準(zhǔn)加熱，將固態(tài)的纖維材料轉(zhuǎn)換為液態(tài)，并在纖維內(nèi)部產(chǎn)生可精密調(diào)控的馬蘭戈尼熱流動。纖維內(nèi)集成的微�？砂殡S纖維材料的熱流動改變位置，并可通過調(diào)制激光控制微粒移動的方向和速度。這突破了固態(tài)纖維材料內(nèi)物質(zhì)固有位置無法精密調(diào)控的難題，使利用纖維內(nèi)部物質(zhì)組合構(gòu)造更加復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)器件成為可能。該研究提出的方法利用流體為載體對微粒進行操控，對微粒的結(jié)構(gòu)、組成材料、尺寸、數(shù)目并無選擇性，這一特性極大擴展了方法的適用范圍�；�于以上原理，獲得了在纖維中利用半導(dǎo)體材料微粒制造同質(zhì)結(jié)與異質(zhì)結(jié)的方法，證明了該方法的易用性與在光電、光伏、熱電、儲能等多個領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

相關(guān)成果發(fā)表在《自然－通訊》上。該研究得到中科院國際合作伙伴計劃、清潔能源先導(dǎo)專項的支持。

上海硅酸鹽所在釔鈧鋁石榴石激光陶瓷研究中取得系列進展

釔鋁石榴石（Y3Al5O12，YAG）是一種性能非常優(yōu)異的固體激光基質(zhì)材料，具有透光范圍寬，理論透過率高，熱導(dǎo)率高等特點。并且在YAG基質(zhì)中，位于十二面體格位的Y3＋以及位于八面體格位和四面體格位的Al3＋可以被性質(zhì)相似的其他離子取代，形成多組分石榴石材料來實現(xiàn)對其性能的調(diào)控，從而達(dá)到其應(yīng)用的多功能化。例如熱導(dǎo)率的改變，激活離子吸收、發(fā)射峰的峰形展寬以及峰位移動，熒光壽命的調(diào)整等。在YAG基質(zhì)材料中引入Sc3＋形成Y3ScxAl5－xO12（0≤x≤2）是通過組分設(shè)計來實現(xiàn)其性能調(diào)控非常有效的方式。如在Yb:YSAG中，Sc3＋的引入可以增加晶體場的起伏，從而導(dǎo)致Yb3＋發(fā)射譜峰的非均勻加寬，有利于超快飛秒脈沖激光生成。

近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李江研究員團隊在Yb:YSAG激光陶瓷研究中取得系列進展。該團隊通過反應(yīng)燒結(jié)結(jié)合熱等靜壓后處理（HIP）技術(shù)成功制備了10 at．％ Yb：Y3ScAl4O12激光陶瓷，Yb3＋的1030nm處的發(fā)射峰半高寬約為10 at.％ Yb:YAG陶瓷的1.3倍，非常有利于超快飛秒脈沖激光生成。團隊與意大利國立光學(xué)系統(tǒng)研究所和意大利國立應(yīng)用物理研究所合作，實現(xiàn)了Yb:Y3ScAl4O12陶瓷的高效激光輸出。使用929.4nm光纖耦合激光二極管（LD）泵浦，實現(xiàn)了斜率效率為67.6％、激光輸出功率為11.3W的準(zhǔn)連續(xù)（QCW）激光輸出（目前報道的該種材料的最大激光輸出功率）。相關(guān)工作結(jié)果發(fā)表在美國陶瓷學(xué)會會刊上（J. Am. Ceram. Soc., 2019, doi: 10.1111/jace.16691）。

該團隊研究了不同Yb3＋摻雜濃度對Yb:Y3ScAl4O12陶瓷微觀結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性能的影響，10 at.％ Yb:Y3ScAl4O12激光陶瓷具有最優(yōu)的光學(xué)質(zhì)量和激光性能。另外也探究了不同Sc3＋含量對10 at.％ Yb:Y3ScxAl5－xO12陶瓷性能的影響。隨著Sc3＋含量的增加，Yb3＋發(fā)射峰的半高寬也在相應(yīng)地增加，其中Sc3＋含量為1.5的10 at.％ Yb:Y3ScxAl5－xO12陶瓷在1030nm處發(fā)射峰寬為10 at.％ Yb:YAG的1.4倍，理論上能產(chǎn)生大約100fs的脈沖激光。對10 at.％ Yb:Y3Sc1.5Al3.5O12透明陶瓷進行激光性能測試，得到了10.8W的準(zhǔn)連續(xù)激光輸出，相應(yīng)的斜率效率為66.4％，可調(diào)諧激光波長范圍為86.2nm （988－1074．2nm），為目前報道的Yb:YSAG陶瓷的最大激光調(diào)諧范圍（J. Alloys Compd., 2020, 815: 152637）。另外，通過與華東師范大學(xué)李文雪研究員合作，10 at.％ Yb:Y3Sc1.5Al3.5O12陶瓷采用平平腔和三鏡腔針方式均實現(xiàn)了高效連續(xù)激光輸出（Opt． Mater．， 2019， 88：339－344）。

Yb：YSAG激光陶瓷主要應(yīng)用于1μm波段的激光生成。2μm中紅外激光是一種非常重要的激光光源，它具有可被水強吸收，對人眼安全，可用石英光纖傳輸以及通過大氣透過率高等特點。Tm3＋是2μm中紅外激光常用的激活離子，Tm：YSAG陶瓷相比于Tm：YAG陶瓷具有更長的熒光壽命，有利于能量的存儲，是一種很有前景的中紅外激光增益介質(zhì)。該團隊采用真空燒結(jié)技術(shù)制備了高質(zhì)量的4 at.％ Tm:Y3ScAl4O12透明陶瓷，并使用790nm光纖耦合LD泵浦，首次實現(xiàn)了該新型陶瓷材料的2μm激光輸出。激光工作波長為2015nm，最大激光輸出功率為0.54W，對應(yīng)的斜率效率為4.8％（J． Am． Ceram． Soc．， 2019， doi：10． 1111／jace．16873）。以上系列論文的第一作者為上海硅酸鹽所博士研究生馮亞剛，通訊作者為李江研究員。

相關(guān)研究工作得到中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究計劃項目（院青年拔尖人才項目）、國家自然科學(xué)基金項目、國家重點研發(fā)計劃項目、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所重點學(xué)科建設(shè)項目等資助。

上海光機所在零維鈣鈦礦的光物理特性以及微納激光性能研究中獲進展

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室與重慶大學(xué)合作，在零維鈣鈦礦Cs4PbBr6微納激光研究方面取得新進展。相關(guān)研究成果以封底文章發(fā)表在［Solar RRL， 2019， DOI：10．1002／solr．201900127］。

鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光學(xué)性能，如載流子遷移速率大、擴散長度長、吸收系數(shù)大、量子效率高等優(yōu)點，不僅在光伏領(lǐng)域具有優(yōu)異的表現(xiàn)，在微納激光器以及發(fā)光二極管等領(lǐng)域也具有廣泛應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)三維鉛鹵鈣鈦礦ABX3，零維結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦具有較大的激子結(jié)合能、較高的量子產(chǎn)率以及獨特而優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)，在光電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，其發(fā)光機理仍存在爭議。

在這項工作中，研究人員利用飛秒瞬態(tài)吸收測量研究了零維鈣鈦礦Cs4PbBr6的光物理特性，揭示了Cs4PbBr6中極化子的存在，這提供了綠色熒光是Cs4PbBr6的本質(zhì)發(fā)光而非CsPbBr3雜質(zhì)的證據(jù)。此外，研究小組通過常溫反相微乳液法制備了CsPbBr6鈣鈦礦微米片，成功實現(xiàn)了具有低閾值和高品質(zhì)因數(shù)的光泵浦單模激光，暴露在空氣中也具備極佳的穩(wěn)定性。同時發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)表面活性劑的劑量可以容易地實現(xiàn)CsPbBr3和Cs4PbBr6之間的相變。該研究表明零維鈣鈦礦在納米激光領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。

該項研究得到中科院B類先導(dǎo)專項、國家重點研發(fā)計劃－政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項、國家自然科學(xué)基金等的支持。

我國在激光抗大氣湍流傳輸方面取得重要突破

美國光學(xué)學(xué)會（OSA）發(fā)布了2019年30項世界光學(xué)年度亮點成果（Optics ＆ Photonics News：Optics in 2019）。中科院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱空天院）光學(xué)工程研究部發(fā)布的“鋒芒光束穿透大氣湍流傳輸（Pin－like Optical Beams to Penetrate Turbulence）”科研成果入選。OSA的年度亮點成果�？�設(shè)立于1990年，每年都會面向世界評選出30項最令人振奮的科研成果。此前，我國大陸地區(qū)以第一作者單位共有12項成果入選。

抑制大氣湍流對激光束傳輸?shù)挠绊懸恢笔鞘澜缧噪y題，制約著激光通信、激光探測等諸多應(yīng)用的發(fā)展。由于湍流的隨機性、易變性等特點，人們一直難以找到合適的機理和方法抑制它的影響。經(jīng)過十余年的研究和理解，空天院科研團隊認(rèn)為，大氣湍流對激光束的影響是在傳輸中引入隨機橫向波矢造成的，因此率先提出了通過構(gòu)建特殊光場分布，使激光在傳輸過程中逐步消除橫向波矢，從而產(chǎn)生出能夠抑制大氣湍流影響的穩(wěn)態(tài)光場。相比于傳統(tǒng)大氣湍流抑制方法，該方法應(yīng)用難度和成本大大降低。經(jīng)過多年的探索，空天院先后突破了高效率調(diào)制、長距離傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，使得該項技術(shù)正在逐步走向?qū)嵱谩?/p>

研究中，利用該機理和方法，空天院在世界上率先構(gòu)建了一種鋒芒狀光束，并采用簡單的光路系統(tǒng)，實現(xiàn)了公里級傳輸，相比于國際上此類光束最遠(yuǎn)的傳輸距離（米級），提升了三個數(shù)量級，并且產(chǎn)生效率達(dá)到了90％以上，如圖1所示。因此，被評審專家認(rèn)為是“令人印象深刻的（impressive）”的科研成果。

該技術(shù)和方法有望大幅降低大氣湍流抑制的難度和成本，從而推動大氣湍流抑制技術(shù)真正走向?qū)嵱�，提升激光通信、激光探測等應(yīng)用系統(tǒng)的工作性能。

該項成果最先在2019年5月5日舉辦的CLEO會議上發(fā)布，其后被美國應(yīng)用物理快報－光子學(xué)雜志（APL Photonics）錄用發(fā)表，被編委們認(rèn)定為“該雜志最好的科研成果之一（one of the journal’s best）”，并在網(wǎng)站首頁的首要位置進行了宣傳報道。

該項成果獲得了中科院重任局專項基金、空天院創(chuàng)新基金的資助和支持。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜電化學(xué)方法對環(huán)境中重金屬離子的檢測再獲進展

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院發(fā)文稱，近期，智能所黃行九研究員和安光所趙南京研究員合作，利用主動可控火花放電和電化學(xué)富集輔助的低脈沖能量（15mJ）激光誘導(dǎo)擊穿光譜實現(xiàn)對水體和土壤樣品中痕量砷和汞的高靈敏和穩(wěn)定性檢測。相關(guān)的研究成果已發(fā)表在Sensors and Actuators B：Chemical雜志上。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）由于其獨特的優(yōu)勢（例如多元素分析，響應(yīng)速度快，無需樣品處理以及對樣品損壞小）成為了一項很有潛力的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境樣品的分析。但是，高脈沖能量下，LIBS檢測易揮發(fā)的痕量砷和汞面臨著巨大挑戰(zhàn)。與其他重金屬相比，砷和汞的揮發(fā)性很高，它們的沸點分別為876K和630K，而其他重金屬（Cd，Pb，Cu，Zn，Cr）的沸點則超過1000K。此外，在其沸點溫度下，計算得出的砷和汞的蒸氣壓非常高，高于其他重金屬離子的幾個數(shù)量級。在接收到等離子體信號之前，用高脈沖能量檢測的砷和汞可能已經(jīng)部分揮發(fā)，導(dǎo)致檢測限超高，甚至沒有砷和汞的信號。

基于上述問題，科研人員研究了主動可控火花放電和電化學(xué)富集輔助的低脈沖能量LIBS檢測痕量As（III）和Hg（II）。實驗結(jié)果表明，低脈沖能量激光減少了砷和汞的揮發(fā)以及減小了樣品的燒蝕坑。主動可控火花放電裝置彌補了由低脈沖能量激光引起的激發(fā)態(tài)的砷或汞等離子體含量不足的問題。更重要的是，科研人員在主動可控火花放電裝置中增加了可控高速開關(guān)，并優(yōu)化了火花放電和激光之間的時間，從而克服了傳統(tǒng)電火花放電－激光誘導(dǎo)擊穿光譜的不穩(wěn)定性的問題，獲得了穩(wěn)定的等離子體源。另外，通過修飾了可調(diào)控氧空位的花狀NiCo2O4－x－NH2納米片的電極進行電化學(xué)富集，實現(xiàn)了砷的快速高效富集。結(jié)果，此方法展現(xiàn)出高靈敏度（3.35 counts ppb－1），低檢測限（8.69ppb），優(yōu)異穩(wěn)定性（相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為低于5％）地檢測As（III），對Hg（II）也有很好的檢測效果。

這項研究利用簡單易操作的方法實現(xiàn)了對揮發(fā)性As（III）和Hg（II）以及難揮發(fā)的重金屬離子（例如Cu（II））的高靈敏、高穩(wěn)定檢測。這將可能為檢測環(huán)境中的重金屬污染物提供一種有效的分析方法。

該研究工作獲得國家自然科學(xué)基金重點項目、中科院創(chuàng)新交叉團隊、博士后創(chuàng)新人才、安徽省科技重大專項，國家重點計劃十三五計劃等項目的支持。

華東師大科學(xué)家首次實現(xiàn)呼吸子超快激光脈沖

華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室曾和平教授課題組在超快激光領(lǐng)域取得重要進展，該團隊首次實現(xiàn)了一種被稱之為“呼吸子”的超快激光脈沖。研究成果“Breathing dissipative solitons in mode－locked fiber lasers”于2019年11月發(fā)表于《科學(xué)》（Science）雜志子刊Science Advances上。該論文以華東師范大學(xué)為第一完成單位，英國阿斯頓大學(xué)為合作單位。曾和平教授為論文唯一通訊作者，彭俊松副研究員為第一作者。

《科學(xué)》子刊刊登曾和平教授課題組究成果

會“呼吸”的非線性波卻探測、產(chǎn)生兩難

光孤子一直是非線性光學(xué)研究前沿，它是光束在傳播過程中由非線性效應(yīng)平衡衍射／色散效應(yīng)的結(jié)果，通俗來說，孤子是一種在傳輸時不會發(fā)散的波包。而與之不同的是，呼吸子在傳輸過程中其大小會發(fā)生周期性變化（周期性地發(fā)散再匯聚），好像人在不斷地呼氣（發(fā)散）、吸氣（匯聚）的過程。由于呼吸子這種非線性波和許多非線性現(xiàn)象有著內(nèi)在關(guān)聯(lián)，有助于理解例如怪波（rogue wave），湍流，颶風(fēng)，海嘯等極端現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)界的廣泛關(guān)注。

此前，呼吸子的產(chǎn)生局限于能量保守系統(tǒng)，例如水波、單通光纖系統(tǒng)。然而大量現(xiàn)實世界的物理系統(tǒng)都是耗散系統(tǒng)，那呼吸子是否也可以在耗散系統(tǒng)里產(chǎn)生？該課題組注意到飛秒激光器是一個典型的耗散系統(tǒng)，最近的理論模擬表明飛秒激光器可能可以產(chǎn)生呼吸子。然而實驗上產(chǎn)生呼吸子的難點在于理論模型過于簡化，很難與復(fù)雜的飛秒激光系統(tǒng)相聯(lián)系。此外，呼吸子在納秒量級快速變化，傳統(tǒng)探測技術(shù)響應(yīng)時間在毫秒量級，根本無法探測到呼吸子。

揭示呼吸子和呼吸子分子的“面貌”

圖1：呼吸子高速演化動力學(xué)

A，B分別是呼吸子的光譜和時域的周期性演化。橫坐標(biāo)是距離。隨著距離的增加可以看出呼吸子的光譜和時域均出現(xiàn)周期性變化。當(dāng)增強非線性時，呼吸子的這種周期性變化會變?nèi)酰―，E），進一步增強非線性時，孤子會出現(xiàn)。G，H是孤子的光譜和時域，由圖可以看出這兩個參量在傳輸過程中均保持不變。

圖2：呼吸子分子動力學(xué)

如A所示，這里的光譜由一根根精細(xì)的線條構(gòu)成，這表明時域上有兩個脈沖正如圖C所示。此外光譜隨著距離（縱坐標(biāo)）周期性地變寬變窄，表明這是呼吸子分子。圖C從時域上更直觀地展現(xiàn)呼吸子分子的周期性變化。

曾和平教授課題組首次確立了通用的、可靠的在激光器中激發(fā)呼吸子的方法。其中，非線性管理是激發(fā)呼吸子的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)飛秒激光器輸出幅度一致的脈沖不同，呼吸子激光器輸出的脈沖光譜，時域?qū)挾群湍芰繒�周期性迅速改變。利用快速探測方法－色散傅里葉變換法，該團隊實驗上首次揭示了呼吸子的光譜和時域?qū)崟r演化動力學(xué)特性。圖一清晰地展示了呼吸子的光譜和時域?qū)挾入S著傳播距離呈現(xiàn)周期性變化，并表明增加非線性會使得激光從呼吸子變成孤子。此外，該團隊還報道了呼吸子分子（Breather molecule），這是指兩個呼吸子離的很近的一種狀態(tài)。圖二展示了呼吸子分子的動力學(xué)特性，此時光譜出現(xiàn)了一道道細(xì)紋，這是兩個脈沖干涉的結(jié)果。圖二C清晰地展示了兩個脈沖的幅度在傳輸時，同時變強變?nèi)酰�像一個整體一樣。呼吸子分子的發(fā)現(xiàn)表明物質(zhì)分子這一概念不僅適用于孤子，也可以拓展到呼吸子領(lǐng)域。

傳統(tǒng)飛秒激光器輸出的是能量均勻的脈沖序列即每道激光的能量一致。呼吸子激光器打破了這種能量均勻化分布，某些激光獲得極高能量（以犧牲其它激光的能量為代價），這種極高能量的脈沖有望在非線性光學(xué)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。有理由相信，呼吸子激光器的誕生會引起激光領(lǐng)域的極大興趣，因為這是一種全新的激光工作模式。飛秒激光器是典型的朗道方程描述的普適系統(tǒng)，因此該工作也會在其它相關(guān)領(lǐng)域獲得廣泛關(guān)注。特別地，該研究將推動呼吸子和呼吸子分子在等離子物理、原子分子物理、海洋學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的研究。

近年來，曾和平教授團隊在超快激光領(lǐng)域進行了一系列研究。揭示了單孤子和孤子分子的形成動力學(xué)［Commun． Phys．， 1（20）， 2018；Laser ＆ Photon． Rev． 12 （8）， 1800009， 2018］；發(fā)現(xiàn)一種孤子爆炸的新機制－孤子碰撞［Commun． Phys．， 2 （34） 2019］；研究了呼吸子的爆炸動力學(xué)［Phys． Rev． Appl． 12， 034052 （2019）］；提出并證明了一種超快激光器的新的增益機制－自參量放大［Phys． Rev． Appl． 11， 044068 （2019）］。這項工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委以及上海市科委的資助。

合肥研究院在液相激光輻照制備高分散加氫催化劑方面取得進展

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所環(huán)境與能源納米材料中心在液相激光輻照制備高分散加氫催化劑方面取得新進展，構(gòu)筑了具有高催化活性、高選擇性以及高穩(wěn)定性的非貴金屬加氫催化劑。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《先進材料》（Advanced Materials）上。

1，2，3，4－四氫喹啉及其衍生物是一類重要的精細(xì)化學(xué)品，也是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料及其他化工中間體的重要結(jié)構(gòu)單元。通過喹啉及其衍生物的選擇性加氫制備1，2，3，4－四氫喹啉是一種反應(yīng)時間短、節(jié)約能源及相對環(huán)保的合成方法。目前，喹啉的選擇性加氫反應(yīng)過程所用的多相催化劑主要依賴于貴金屬，但貴金屬儲量低且價格昂貴，嚴(yán)重制約了其工業(yè)化應(yīng)用。因此，構(gòu)筑低成本的非貴金屬加氫催化劑應(yīng)用于喹啉的選擇性加氫很有意義。

近期，以單原子和團簇為代表的高分散催化劑由于其優(yōu)越的催化性能在化學(xué)化工過程中顯示出巨大的應(yīng)用潛能。其中，N摻雜碳材料負(fù)載的過渡金屬（Fe、Co、Ni）高分散催化劑已經(jīng)在光電催化領(lǐng)域展示了其優(yōu)越的催化性能，但其作為熱催化劑特別是加氫催化劑方面的潛力還未被充分探究。

研究人員的前期工作表明，沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料（ZIF－67）衍生N摻雜碳納米管包裹的Co納米顆粒（Co＠N－CNTs）催化劑可以選擇性地將含有醛基、酮基、羧基和硝基官能團的生物質(zhì)基化合物加氫轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的高附加值精細(xì)化學(xué)品（Adv． Mater． 31， 1808341（2019））�；�于前期工作，進一步通過酸洗去除碳納米管管頂?shù)腃o納米顆粒后，研究人員發(fā)現(xiàn)N摻雜碳納米管管壁仍附著了大量的單原子和團簇活性位（Co－SA／AC＠N－CNTs）。

由于大部分單原子和團簇活性位被碳納米管緊緊地包裹住，導(dǎo)致其喹啉的選擇性加氫性能較差，在100 oC和2 MPa氫壓的反應(yīng)條件下，喹啉的轉(zhuǎn)化率只有10．5％。為了進一步提高Co－SA／AC＠N－CNTs材料的催化活性，研究人員通過液相環(huán)境下激光輻照的方法打破了Co－SA／AC＠N－CNTs材料中的碳納米管，進而暴露出管壁中的大量單原子和團簇活性位。

激光輻照的方法不僅破壞了材料的基本框架結(jié)構(gòu)，而且還打破了N摻雜碳納米管（Co－SA／AC＠N－CNTs－L），這些破碎的開放結(jié)構(gòu)非常利于反應(yīng)物和Co－Nx活性位的直接接觸。在喹啉及其衍生物的選擇性加氫反應(yīng)中，激光輻照處理的催化劑有著接近100％的轉(zhuǎn)化率和選擇性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沒有激光輻照處理的樣品。因此，這種液相激光輻照的方法為提高被其他材料包裹的活性位的催化活性提供新的、有效的途徑，并為新的加氫活性位的理解提供了一定的基礎(chǔ)。

該項工作得到國家自然科學(xué)基金和國家博士后科學(xué)基金的資助。

沈陽自動化所開發(fā)激光沖擊強化聲學(xué)在線檢測系統(tǒng)

為解決激光沖擊強化現(xiàn)有檢測方法存在的問題，促進該技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所開發(fā)了一套激光沖擊強化聲學(xué)在線檢測系統(tǒng)，相關(guān)成果發(fā)表在Optik － International Journal for Light and Electron Optics上。

激光沖擊強化是一種利用激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波對金屬材料進行強化的表面改性技術(shù)，表面粗糙度、微觀組織變化、硬度、殘余應(yīng)力等是衡量激光沖擊強化質(zhì)量的重要參數(shù)，然而這些參數(shù)的獲得，目前均是通過離線測試的方法，這些方法效率低下、不能及時更改工藝，限制了激光沖擊強化的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，因此亟需開發(fā)無損在線檢測方法與系統(tǒng)。

沈陽自動化所工藝裝備與智能機器人研究室在2011年成功研制了我國第一套整體葉盤激光沖擊強化系統(tǒng)，填補了我國在該領(lǐng)域的空白。在前期技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，研究團隊開發(fā)了一套激光沖擊強化聲學(xué)在線檢測系統(tǒng)。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，利用自主研發(fā)的信號采集系統(tǒng)以在線檢測的方式采集激光沖擊強化過程中的聲學(xué)信號，對其進行在線分析處理并提取材料的聲學(xué)特征參數(shù)，根據(jù)所獲得的聲學(xué)特征參數(shù)來預(yù)測和評估激光沖擊強化質(zhì)量。

該研究得到NSFC－遼寧省聯(lián)合基金、國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、國家科技支撐計劃等的支持。

微納結(jié)構(gòu)單模激光研究取得進展

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所激光與紅外材料實驗室研究員張龍、董紅星領(lǐng)銜的微結(jié)構(gòu)與光物理研究團隊與南京曉莊學(xué)院、中國科學(xué)院技術(shù)物理研究所等國內(nèi)研究機構(gòu)合作在微納單模激光研究領(lǐng)域取得新進展。該團隊創(chuàng)新提出并制備了一種新型全無機鈣鈦礦RbPbBr3材料，通過理論模擬與實驗解析了鈣鈦礦材料的相態(tài)轉(zhuǎn)變過程及其內(nèi)在化學(xué)機制，并基于鈣鈦礦RbPbBr3材料成功實現(xiàn)高品質(zhì)、藍(lán)光單模激光的輸出。相關(guān)論文發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》［Angewandte Chemie International Edition， 58， 201910617 （2019）］。

鈣鈦礦材料由于其在可見光譜區(qū)具備高吸收、高熒光發(fā)射、寬光譜調(diào)諧等優(yōu)異特性，近年來備受關(guān)注。近期研究更是表明鈣鈦礦材料相比以往光學(xué)材料具備優(yōu)異的光學(xué)增益特性，這使其在微納激光領(lǐng)域具備巨大的研究價值及應(yīng)用前景。鈣鈦礦材料中無機鈣鈦礦材料地位尤為重要，其良好的化學(xué)穩(wěn)定性及大激子結(jié)合能更加有利于高品質(zhì)微納激光的輸出。但是，受制于容限因子常數(shù)t＞0．8的限制，目前唯有鈣鈦礦相CsPbX3成功應(yīng)用于微納激光的研究。Rb作為Cs同主族元素，有望替代Cs合成全無機鈣鈦礦相RbPbX3材料。

此外，由于其柔軟的晶格結(jié)構(gòu)，鈣鈦礦材料易于發(fā)生相轉(zhuǎn)變，相變的研究對于理解鈣鈦礦材料優(yōu)異特性的來源至關(guān)重要。但是，現(xiàn)行研究對于鈣鈦礦材料相變過程及機理的解析尚有許多不足，尤其在鈣鈦礦－非鈣鈦礦相變中材料的光學(xué)特性往往發(fā)生巨大改變，有待研究人員進一步探索。RbPbBr3的容限因子為0．78，非常適合解析鈣鈦礦－非鈣鈦礦相變的過程及化學(xué)機制，并且鈣鈦礦相RbPbBr3具備良好光學(xué)特性，有利于實現(xiàn)高品質(zhì)微納激光輸出，但是純的全無機鈣鈦礦相RbPbBr3在合成方面面臨很大挑戰(zhàn)。

該項研究中，研究人員首先通過理論模擬解析了鈣鈦礦相與非鈣鈦礦相RbPbBr3的晶體結(jié)構(gòu)、XRD衍射圖譜及能帶結(jié)構(gòu)。理論解析得到鈣鈦礦相和非鈣鈦礦相RbPbBr3分別表現(xiàn)為直接和間接帶隙，并且理論解析其鈣鈦礦相形成條件。基于改進的氣相傳輸冷凝技術(shù)，結(jié)合熱處理工藝，研究人員成功制備出了高品質(zhì)亞微米尺度三維球形RbPbBr3，并在實驗中實現(xiàn)了非鈣鈦礦－鈣鈦礦相轉(zhuǎn)變，鈣鈦礦相RbPbBr3光學(xué)性能優(yōu)異。

研究人員通過系統(tǒng)研究RbPbBr3鈣鈦礦－非鈣鈦礦相轉(zhuǎn)變發(fā)生的實驗條件及化學(xué)機制，解析了無機鈣鈦礦材料相態(tài)轉(zhuǎn)變的詳細(xì)過程并闡明了其內(nèi)在化學(xué)機制，為鈣鈦礦材料的相穩(wěn)定以及光學(xué)性質(zhì)的研究奠定了堅實的理論及實驗基礎(chǔ)。無機鈣鈦礦RbPbBr3微球表面光滑、結(jié)構(gòu)規(guī)則、尺寸可控，在460nm具備良好的熒光吸收及發(fā)射性質(zhì)，可同時用于增益介質(zhì)及光學(xué)微腔實現(xiàn)微納激光輸出。研究人員在高品質(zhì)RbPbBr3微球腔內(nèi)實現(xiàn)了高品質(zhì)、窄帶寬藍(lán)光單模激光輸出。

該研究理論結(jié)合實驗，闡明了鈣鈦礦材料相變的詳細(xì)過程及其內(nèi)在化學(xué)機制，并將新型全無機鈣鈦礦RbPbBr3應(yīng)用于高品質(zhì)單模激光輸出，為進一步解析鈣鈦礦材料晶體結(jié)構(gòu)與光電性能的聯(lián)系及相穩(wěn)定的研究提供了堅實的理論及實驗基礎(chǔ)，對高品質(zhì)微納激光器件、多色激光器及激光顯示等的研究具有重要意義。

相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金委、上海市啟明星項目的支持。

上海光機所在飛秒拍瓦激光系統(tǒng)色差補償方面取得進展

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光物理聯(lián)合實驗室研究員朱健強課題組在飛秒拍瓦激光系統(tǒng)色差補償研究方面取得進展，提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對全系統(tǒng)色差的動態(tài)、精確預(yù)補償方案，并在SG－II 5PW飛秒激光系統(tǒng)上獲得了實驗驗證。相關(guān)研究成果發(fā)表在［Optics Express 27， 12，（2019）］。

色差主要來源于高功率激光系統(tǒng)中的大口徑透射元件，對于飛秒拍瓦激光系統(tǒng)來說，色差會造成嚴(yán)重的時空畸變，降低終端焦點峰值功率密度，影響系統(tǒng)性能。利用傳統(tǒng)的色差補償方法盡管能在一定程度上補償系統(tǒng)色差，但缺乏動態(tài)調(diào)節(jié)功能，因而難以嚴(yán)格補償全系統(tǒng)色差。

為了解決這一難題，研究小組提出了一種由正負(fù)透鏡組和反射系統(tǒng)組成共焦像傳遞系統(tǒng)的預(yù)補償方案實現(xiàn)對全系統(tǒng)色差的動態(tài)、精確補償。該動態(tài)預(yù)補償方案具有成本低、調(diào)節(jié)便捷、光束質(zhì)量好等優(yōu)勢，能夠在相對小口徑入射的情況下提供大動態(tài)范圍的色差補償量�；�于該方案，為SG－II 5PW飛秒激光系統(tǒng)設(shè)計了色差預(yù)補償裝置，經(jīng)過色差補償后，SG－II 5PW系統(tǒng)的聚焦性能得到了顯著提升，聚焦峰值功率密度相比補償前提升大約20倍。研究結(jié)果表明，利用該色差動態(tài)預(yù)補償方案能夠?qū)崿F(xiàn)對高功率超短脈沖激光全系統(tǒng)色差的精確補償。

圖1 色差預(yù)補償方案示意圖

圖2 經(jīng)過色差補償前后終端靶點焦斑：補償前（a）、（c）；補償后：（b）、（d）

相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院青年基金的支持。

上海光機所與重慶大學(xué)合作在鈣鈦礦量子點微納激光性能提升方面取得進展

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室與重慶大學(xué)合作，在實現(xiàn)鈣鈦礦量子點穩(wěn)定發(fā)光的合成控制及微納激光性能提升領(lǐng)域取得新進展。相關(guān)研究成果以封面文章發(fā)表于Advanced Science（2019， DOI：10．1002／advs．201900412）。

鈣鈦礦量子點具有優(yōu)異的光學(xué)性能，如窄帶發(fā)光、單色性好、熒光量子產(chǎn)率高等特點，在多個領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，鹵化物鈣鈦礦量子點對極性溶劑和高溫比較敏感，限制了其進一步應(yīng)用。此外，單個鹵化物鈣鈦礦量子點存在熒光閃爍性，阻礙了其在量子點發(fā)光二極管、納米激光、固態(tài)照明等領(lǐng)域的應(yīng)用。

該研究中，首次將CdS納米材料對單顆粒的CsPbBr3量子點進行包覆，有效提高了其在高濕度、高溫度下的穩(wěn)定性。通過熒光顯微鏡技術(shù)對包覆前后的量子點進行閃爍性測試，結(jié)果表明包覆后的CsPbBr3／CdS量子點呈現(xiàn)出明顯的非閃爍性特征。研究表明由于CdS殼成功包覆之后，將CsPbBr3量子點中的載流子限制在其表面，從而有效抑制了非輻射俄歇復(fù)合，保證了載流子在量子點內(nèi)部的輻射復(fù)合發(fā)光，抑制閃爍性。

此外，研究小組利用顯微光學(xué)系統(tǒng)分別對CsPbBr3量子點及CsPbBr3／CdS量子點的自發(fā)放大發(fā)射及激光性能進行研究。在自發(fā)放大發(fā)射（ASE）的測試中，包覆后的鈣鈦礦量子點展示了更優(yōu)異的性能，其ASE閾值下降了14％。為進一步探索CsPbBr3／CdS量子點的激光性能，將CsPbBr3／CdS量子點作為增益介質(zhì)，填充入微毛細(xì)管中，在雙光子泵浦源的激發(fā)下，成功檢測到穩(wěn)定的回音壁模式（WGM）激光，并且該激光呈現(xiàn)低閾值、高品質(zhì)的特點，在納米激光領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。

該項研究得到中科院B類先導(dǎo)專項、國家重點研發(fā)計劃－政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項、中科院“百人計劃”、國家自然科學(xué)基金等的支持。

上海光機所在鎖模拉曼光纖激光器研究方面取得進展

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率光纖激光技術(shù)實驗室在鎖模拉曼光纖激光器研究方面取得新進展。采用全保偏的非線性光學(xué)環(huán)形鏡鎖模，獲得高性能線偏振耗散孤子拉曼激光輸出，激光脈沖的時域穩(wěn)定性大幅度提高；在鎖模拉曼光纖激光器中引入脈沖峰值功率鉗制效應(yīng)，實現(xiàn)了高能量的矩形脈沖輸出。

拉曼光纖激光器以光纖中的受激拉曼散射效應(yīng)作為增益機制，具有波長靈活的優(yōu)勢。在拉曼光纖激光器中實現(xiàn)脈沖激光輸出，可以有效拓展脈沖激光的應(yīng)用范圍。

在眾多基礎(chǔ)科學(xué)研究和生物醫(yī)療領(lǐng)域中往往需要特殊波長的超短脈沖激光為線偏振。針對這一需求，課題組采用非線性光學(xué)環(huán)形鏡鎖模的方式搭建全保偏的激光器諧振腔，并在諧振腔內(nèi)加入起偏元件來保證輸出激光的線偏振狀態(tài)。同時，研究人員根據(jù)光纖中的拉曼散射響應(yīng)速度極快的特點，采用時域更為穩(wěn)定的放大自發(fā)輻射源作為泵浦，并在諧振腔內(nèi)引入耗散機制實現(xiàn)了拉曼耗散孤子輸出，有效提升了拉曼超快激光的整體性能。得到的拉曼超快激光脈沖重復(fù)頻率為1.23 MHz，最大的脈沖能量和最小的脈沖寬度分別為1.23 nJ和63 ps，射頻譜信噪比高達(dá)85 dB。相關(guān)研究成果已發(fā)表在［Optics Express 27， 17905 （2019）］上。

為提高鎖模拉曼光纖激光器輸出脈沖能量，課題組在非線性光學(xué)環(huán)形鏡鎖模機制下，通過優(yōu)化環(huán)形鏡長度引入脈沖峰值功率鉗制效應(yīng)，使脈沖能量和脈沖寬度隨泵浦功率提升而增大且不會發(fā)生脈沖分裂。最終獲得了高能量的線偏振矩形拉曼脈沖輸出，輸出脈沖的最大能量為64.1 nJ，最大脈沖寬度為25.1 ps。與此同時，還觀察到了拉曼脈沖的時域形狀隨著泵浦功率提升而由普通矩形脈沖慢慢演化為階梯狀矩形脈沖的現(xiàn)象。相關(guān)研究成果已發(fā)表在［Journal of Lightwave Technology 37， 1333 （2019）］上。

相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金的支持。

圖1． 線偏振的拉曼耗散孤子輸出的射頻譜特性

圖2． 矩形拉曼脈沖時域形狀與泵浦功率的關(guān)系

我國成功研制先進的高速高精度激光湯姆遜散射儀

中國科學(xué)院空天信息研究院和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位聯(lián)合研制出高速高精度激光湯姆遜散射儀。

今年5月，在“科大一環(huán)”磁約束聚變等離子體裝置開展實驗中，基于重復(fù)頻率200赫茲、單脈沖能量5焦耳的激光脈沖，實現(xiàn)了小于5電子伏特的電子溫度測量精度，電子溫度安全預(yù)警時間間隔達(dá)5毫秒，所獲得的預(yù)警時間是國際同類系統(tǒng)的一半，指標(biāo)提高一倍。這標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域進入國際領(lǐng)先水平行列，為我國未來磁約束聚變能裝置的高精度測量奠定了堅實基礎(chǔ)。

據(jù)了解，在磁約束聚變反應(yīng)裝置工作過程中，偏濾器將承受巨大的能量泄放，需要對等離子體電子溫度進行提前預(yù)警和實時反饋控制，實現(xiàn)脫靶而避免等離子體損傷器壁進而導(dǎo)致災(zāi)難性后果�；�于高頻高能激光的湯姆遜散射測量是精確測量等離子體電子溫度的唯一可靠測量手段，激光的工作頻率決定了溫度預(yù)警的采樣時間間隔，間隔越小系統(tǒng)預(yù)警越及時，裝置運行安全系數(shù)越高。

受限于激光器能量和頻率水平，我國以往等離子體溫度診斷采用數(shù)十赫茲的低頻激光器，采樣間隔寬，遇到緊急情況無法及時預(yù)警，導(dǎo)致裝置運行存在巨大風(fēng)險。雖然采用多臺低頻率激光器合束技術(shù)可以滿足預(yù)警時間間隔要求，但是這種方法可靠性大幅降低。歐洲和日本已經(jīng)掌握了100赫茲工作頻率的高能激光技術(shù)，預(yù)警時間間隔達(dá)到10毫秒，但這個預(yù)警時間間隔仍然較長，無法完全保證裝置安全運行。

從2015年起，空天信息研究院聯(lián)合中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所和同濟大學(xué)等單位歷時3年時間，突破了高能量高光束質(zhì)量激光傳輸與放大、激光相位共軛波前畸變校正、大口徑／大尺寸激光放大模塊、大功率脈沖激光驅(qū)動電源等關(guān)鍵技術(shù)，于2017年4月在國際上首次發(fā)布重復(fù)頻率200赫茲、脈沖能量5焦耳、脈沖寬度6.6納秒、光束質(zhì)量1.7倍衍射極限的高頻高能激光指標(biāo)，將我國納秒脈寬激光器的功率水平提高了1個數(shù)量級。研究團隊研發(fā)出基本完善的工藝流程，核心器件／部件實現(xiàn)國產(chǎn)化，形成整機工程化制造能力。以200赫茲／5焦耳激光器為光源，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)攻克了大功率激光傳輸系統(tǒng)綜合降噪、收集光學(xué)精準(zhǔn)對焦、弱光信號探測提取等難題，成功地研制我國迄今精度最高的激光湯姆遜散射檢測系統(tǒng)。

未來，研究團隊將開展更高功率、更高頻率激光器研發(fā)和更高精度的診斷實驗，計劃將激光器的工作頻率提高至500赫茲，檢測系統(tǒng)提供2毫秒的安全預(yù)警時間間隔和1電子伏特的電子溫度測量精度，為下一代磁約束聚變裝置安全運行提供高速預(yù)警手段。

上海光機所使用飛秒激光器重構(gòu)太赫茲超表面實施方案

中科院上海光機所信息光學(xué)與光電技術(shù)實驗室司徒國海研究員課題組與首都師范大學(xué)物理系張巖教授課題組合作提出可重構(gòu)的太赫茲超表面實施方案。該技術(shù)方案在太赫茲波段實現(xiàn)了任意、快速、精準(zhǔn)的波前，為可重構(gòu)超表面的發(fā)展提供了新的思路和實驗驗證。

超表面是由一系列人工設(shè)計的亞波長天線組成的平面結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)光學(xué)元件相比，擁有超細(xì)、超薄并能實現(xiàn)精確、任意波前調(diào)制的優(yōu)點，在光學(xué)互連、集成光學(xué)、微納光學(xué)等方面具有重要應(yīng)用。但如何實現(xiàn)其動態(tài)可調(diào)性仍是目前所面臨的主要挑戰(zhàn)。

研究團隊使用高強度飛秒激光器，基于光電導(dǎo)效應(yīng)，將圖案投射到硅片上產(chǎn)生超表面效應(yīng)，以調(diào)制太赫茲脈沖。太赫茲的輸出隨投影圖案的改變而發(fā)生相應(yīng)的變化，從而實現(xiàn)光控可重構(gòu)太赫茲超表面。用光照射半導(dǎo)體硅片時，產(chǎn)生載流子并導(dǎo)致電導(dǎo)率增加。當(dāng)電導(dǎo)率上升到某個值時，被照射區(qū)域可視為金屬或弱金屬化材料。由于金屬結(jié)構(gòu)常用于超表面，故圖案化的光照半導(dǎo)體可實現(xiàn)類似的功能；當(dāng)撤去照明光時，載流子迅速復(fù)合到初始狀態(tài)。

該方案可以實現(xiàn)超表面的擦除和重寫，并且具有三大優(yōu)勢：一、結(jié)構(gòu)簡單，只需一片極薄硅片（10μm）；二、操作簡便，通過控制光照便可實現(xiàn)任意調(diào)制轉(zhuǎn)換；三、調(diào)制速度高，每秒可達(dá)4000幀。該方案可用于實時成像、光學(xué)開關(guān)、產(chǎn)生非線性效應(yīng)的時變材料、信息處理、顯微鏡的逐點掃描、自適應(yīng)光學(xué)等領(lǐng)域。

相關(guān)成果已發(fā)表在7, 1801696（2019）］上。

上海光機所超強激光驅(qū)動等離子體結(jié)構(gòu)靶取得進展

上海光機所強場激光物理國家重點實驗室在超強激光與等離子體結(jié)構(gòu)靶相互作用的研究中取得了重要進展，首次提出等離子體中的粒子角動量振蕩效應(yīng)。

拉蓋爾－高斯光束具有螺旋等相位面和中心相位奇點，從而攜帶一定的軌道角動量。光的軌道角動量廣泛應(yīng)用于光學(xué)微操縱、量子糾纏、光學(xué)通信、天體物理等領(lǐng)域。近年來，隨著CPA技術(shù)將激光發(fā)提升到相對論強度，超強拉蓋爾－高斯光束也具備了極高的軌道角動量密度。螺旋相位板是一種光學(xué)厚度隨方位角螺旋上升的結(jié)構(gòu)靶，可對入射的高斯光束進行相位調(diào)制，利用等離子體螺旋相位板就可以產(chǎn)生超強拉蓋爾－高斯光束。當(dāng)超強拉蓋爾－高斯光束與等離子體相互作用時，會產(chǎn)生許多新的物理效應(yīng)。

該研究中，上海光機所科研人員將一束相對論強度的線偏振高斯光束正入射到兩個系列的等離子體螺旋相位板上。每個系列的螺旋相位板都能產(chǎn)生一定拓?fù)浜傻睦�蓋爾－高斯光束。其中一個系列的螺旋相位板的厚度隨方位角單調(diào)上升（稱為SPF），而另一個系列的厚度隨方位角重復(fù)了多個周期（稱為MPF）。研究人員觀察到，在相互作用時，SPF中的粒子角動量會隨著時間而振蕩，而MPF卻無此現(xiàn)象。理論分析發(fā)現(xiàn)，角動量振蕩效應(yīng)由結(jié)構(gòu)靶表面的非對稱電場產(chǎn)生，并且通過調(diào)整結(jié)構(gòu)靶的表面結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)粒子角動量振蕩幅度的增強或減弱。螺旋相位板在振蕩過程中也會獲得一定的凈角動量，這表明高斯光束與結(jié)構(gòu)靶的相互作用可以對靶內(nèi)粒子進行角向加速。并且產(chǎn)生的拉蓋爾－高斯光束的拓?fù)浜稍酱�，角向加速的效果就越明顯。

這一研究成果對激光加速粒子提供了新的物理機制和研究思路，對涉及粒子加速的諸多領(lǐng)域都具有重要的指導(dǎo)意義。

相關(guān)研究成果發(fā)表在［New Journal of Physics 21， 043022 （2019）］上。

上海光機所超強超短激光驅(qū)動新型光鑷研究取得進展

中國科學(xué)院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室徐至展院士研究團隊在超強超短激光驅(qū)動新型光鑷（相對論渦旋刀）操控粒子束研究中取得重要進展。該研究團隊在三維PIC模擬中利用相對論圓偏振拉蓋爾—高斯激光第一次實現(xiàn)了新型光鑷——相對論“渦旋刀”，產(chǎn)生空間周期性分布的電子團簇。這一最新研究成果2019年1月14日在線發(fā)表于《物理評論快報》。

2018年諾貝爾物理學(xué)獎分別頒給了A. Ashikin, G. Mourou和D. Strickland，表彰他們在激光物理領(lǐng)域的突破性發(fā)明。1970年，A. Ashikin第一次發(fā)明光鑷技術(shù)并將其應(yīng)用于生物學(xué)領(lǐng)域，實驗發(fā)現(xiàn)：利用連續(xù)激光的光壓可以實現(xiàn)微米量級粒子的加速和捕獲。1985年，G. Mourou, 和 D. Strickland兩人則發(fā)明了啁啾脈沖放大（CPA）激光技術(shù)，開啟了相對論飛秒激光驅(qū)動等離子體相互作用的大門。這兩項都非常值得被授予諾貝爾獎，但它們之間并沒有那么緊密的聯(lián)系。

本項研究中，王文鵬博士等研究人員利用相對論圓偏振拉蓋爾—高斯LG01(σz= -1)激光直接將傳統(tǒng)的弱光領(lǐng)域內(nèi)的光鑷拓展到了相對論激光領(lǐng)域，產(chǎn)生了新型光鑷——相對論“渦旋刀”。研究發(fā)現(xiàn)這種相對論渦旋刀（電場）可以在每個激光周期實現(xiàn)會聚和發(fā)散，從而可以驅(qū)動周期性電子團簇產(chǎn)生。文中提出的單粒子模型很好的解釋了模擬中電子團簇形成的原因，并且發(fā)現(xiàn)這種渦旋刀操控電子的行為依賴于LG激光中的軌道角動量參數(shù)l和自旋角動量參數(shù)σz。該相對論“渦旋刀”驅(qū)動操控的粒子束具有高電荷量、高準(zhǔn)直性的特點且操控簡單，更容易獲得高品質(zhì)束流，對粒子加速、超快電子衍射、超快電子成像、加速器中粒子注入、慣性約束聚變快點火、THz和X光輻射源產(chǎn)生等應(yīng)用具有極其重要意義。

該項研究得到了國家自然科學(xué)基金、中科院先導(dǎo)B類專項等項目的支持。

圖1 相對論渦旋刀驅(qū)動產(chǎn)生周期性電子團簇

上海光機所在超強超短激光脈沖的單發(fā)對比度測量研究中取得進展

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在超強超短激光脈沖的單發(fā)對比度測量上取得新進展。

研究人員基于對比度降低技術(shù)，結(jié)合SRSI－ETE方法，實現(xiàn)了109的對比度單發(fā)測量；同時提出利用多色光產(chǎn)生，結(jié)合sCMOS測量的四階相關(guān)法新技術(shù)，實現(xiàn)了1010的對比度單發(fā)測量。這將為高時間精度高動態(tài)范圍對比度單發(fā)測量提供新思路。

對于峰值功率為拍瓦（1015瓦）量級甚至更高的超強超短激光系統(tǒng)來說，時域?qū)Ρ榷茸鳛槌瑥姵�短激光系統(tǒng)的最重要參數(shù)之一，關(guān)系到系統(tǒng)搭建以及最終輸出脈沖的應(yīng)用，而超強超短激光系統(tǒng)的少發(fā)甚至單發(fā)運行特性，對于時域?qū)Ρ榷鹊膯伟l(fā)測量提出了要求。

一方面，研究小組提出了一種高動態(tài)范圍對比度測量新思想，即首先通過脈沖展寬、反飽和吸收、光克爾透鏡效應(yīng)等定量降低待測脈沖的對比度，隨后對降低對比度的激光脈沖進行測量，并最終結(jié)合對比度降低量及測量值重建出入射激光脈沖的對比度信息。目前，利用該方法實現(xiàn)了對比度測量動態(tài)范圍一個數(shù)量級的提升，動態(tài)范圍達(dá)到109，窗口寬度達(dá)到30ps，同時時間分辨率達(dá)到當(dāng)前最高的20fs。

另一方面，研究小組基于互相關(guān)方法，創(chuàng)新性地利用級聯(lián)四波混頻過程（CFWM）這一三階非線性效應(yīng)產(chǎn)生多色飛秒激光，獲得百微焦量級高能量高對比度一級信號光作為取樣光，與待測光進行互相關(guān)，并利用sCMOS相機來接收互相關(guān)信號。首次同時實現(xiàn)寬時間窗口、高動態(tài)范圍和高時間分辨率的對比度單發(fā)測量。目前，其單發(fā)測量的動態(tài)范圍達(dá)到1010，時間分辨率達(dá)到160飛秒，時間窗口達(dá)到50皮秒，測量動態(tài)范圍以及時間分辨率同時足以與掃描式三階互相關(guān)儀相媲美。

相關(guān)研究成果已發(fā)表在Optics Express上。

中國科學(xué)院單模激光輸出與動態(tài)調(diào)控研究獲進展

一直以來，激光器的研發(fā)都備受人們的關(guān)注。由于多模激光器不僅存在群速色散導(dǎo)致的脈沖展寬和虛假信號，同時也會產(chǎn)生模式競爭造成信號不穩(wěn)定，因此，獲得單模激光輸出就成了解決上述問題的有效策略。目前，人們可以通過多種方式獲得單模激光輸出，例如：減小腔體尺寸、DBR/DFB技術(shù)、Vernier效應(yīng)等。然而，這些方法都需要經(jīng)過精密的腔體設(shè)計以及復(fù)雜的制備工藝，此外，利用這些方法實現(xiàn)的單模輸出不具備可逆性，而實現(xiàn)動態(tài)、可持續(xù)單模激光輸出仍缺乏有效的研究方案。

1月17日，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所發(fā)布動態(tài)稱，該研究所王中林、潘曹峰及盧俊峰近日在先前報道的動態(tài)調(diào)控ZnO回音壁激光模式的基礎(chǔ)上，利用壓電極化效應(yīng)和壓阻效應(yīng)協(xié)同作用，對激光模式進行選擇性輸出，并實現(xiàn)單模激光輸出與動態(tài)調(diào)控，也為進一步推進以顏色分辨為信號源的應(yīng)力傳感器構(gòu)建件打下堅實的基礎(chǔ)。相關(guān)成果以Dynamic Regulating of Single-Mode-Lasing in ZnO Microcavity by Piezoelectric Effect 為題發(fā)表在近期的Materials Today上。

圖：模式調(diào)控機制

我國激光雷達(dá)遙感探測技術(shù)取得重要進展

由武漢大學(xué)易帆教授主持的國家重大科研儀器設(shè)備研制項目“快速精準(zhǔn)測量0~35公里大氣溫度和氣溶膠的先進拉曼激光雷達(dá)（LiDAR）”，最近通過了國家自然科學(xué)基金委員會組織的結(jié)題驗收并獲評優(yōu)秀。

先進拉曼激光雷達(dá)現(xiàn)場工作圖

在武漢大學(xué)珞珈山上，夜間常常有一束綠色的熒光射向蒼穹，與周邊的建筑交相輝映，成為校園內(nèi)一道獨特的風(fēng)景。這是武漢大學(xué)電子信息學(xué)院易帆教授牽頭的武漢大氣遙感國家野外科學(xué)觀測研究站在進行雷達(dá)夜間作業(yè)。

五年來，項目團隊成功研制出具備高時空分辨精準(zhǔn)測量大氣溫度和氣溶膠的先進拉曼激光雷達(dá)系統(tǒng)。在15分／90米時空分辨率條件下，系統(tǒng)測溫統(tǒng)計誤差在18公里以內(nèi)小于1K，在35公里以內(nèi)小于2K，氣溶膠體后向散射系數(shù)相對測量誤差在12公里以內(nèi)小于5％，為從近地表到低平流層的大氣結(jié)構(gòu)和動力學(xué)研究等提供了有力支撐。

在此基礎(chǔ)上，項目團隊還研制出國際首例基于單支譜提取的轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達(dá)系統(tǒng)。該種雷達(dá)突破了傳統(tǒng)的大氣溫度和氣溶膠激光雷達(dá)測量原理和方法，可在不假定溫度依賴函數(shù)、不引入?yún)⒖紲囟葮?biāo)定條件下，全天時精準(zhǔn)測量大氣溫度；同時首次去除現(xiàn)今國際上普遍采用的人為假定，全天時精準(zhǔn)測量氣溶膠和云的光學(xué)參數(shù)。

易帆團隊長期以來致力于激光雷達(dá)遙感探測技術(shù)的發(fā)展，獲得了國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金和創(chuàng)新研究群體項目支持。團隊依托武漢大氣遙感國家野外科學(xué)觀測研究站的優(yōu)勢資源和力量，開展了卓有成效的研究，并取得了大量原創(chuàng)性科研成果。

我國成功研制出新型“探霾”激光雷達(dá)

由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院牽頭研制的新型“探霾”激光雷達(dá)項目，通過了由科技部組織的綜合驗收。

激光雷達(dá)是探測霧霾的先進技術(shù)手段，但之前我國不掌握核心技術(shù)，只能從國外整機進口。2011年以來，由中國工程院院士、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光機所所長劉文清作為項目負(fù)責(zé)人，國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“大氣細(xì)粒子與臭氧時空探測激光雷達(dá)系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用示范”項目啟動攻關(guān)，在雷達(dá)光源、瞬態(tài)記錄儀和雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用等研究方面取得多項重大突破。

PM2.5與臭氧是霧霾的兩大主要成分，大氣細(xì)粒子與臭氧時空探測激光雷達(dá)可以從地面到10公里高空范圍內(nèi)，實時探測這兩種成分的高度分布、濃度分布等指標(biāo)。

項目執(zhí)行負(fù)責(zé)人張?zhí)焓嫜芯繂T表示，“準(zhǔn)確知道了霧霾的成分、從哪里來、到哪里去，有助于解析污染的成因，精準(zhǔn)制定治霾的策略。”

該項目打破了發(fā)達(dá)國家對激光雷達(dá)核心技術(shù)的壟斷，成功實現(xiàn)了整機國產(chǎn)化，并在產(chǎn)品應(yīng)用方面走在國際前列。目前在京津冀、長三角、珠三角、川渝等人口密集區(qū)，均已規(guī)�；�布局組網(wǎng)，實時監(jiān)測空氣質(zhì)量。

廣東中晶開發(fā)出新型激光級光學(xué)材料

廣東中晶激光照明技術(shù)有限公司（以下簡稱“中晶”）突破了傳統(tǒng)光源眩光嚴(yán)重、質(zhì)感不強等問題，率先開發(fā)出新一代的高清照明技術(shù)，該技術(shù)已獲得全球?qū)＠��?/p>

目前，傳統(tǒng)的光源技術(shù)是通過一種光去激發(fā)熒光粉體后發(fā)出白光，而這種粉體并不是單一的物質(zhì)。不同物質(zhì)的反射率和折射率是不一樣的。所以，它出來的光線都是雜散的。這樣視覺神經(jīng)需要反復(fù)調(diào)節(jié)識別不同的光線，相當(dāng)于人眼細(xì)胞不停地來回運動，容易使人眼脹、眼澀和眼疲勞。

為了解決傳統(tǒng)光源的雜散光導(dǎo)致眼疲勞問題，中晶創(chuàng)業(yè)團隊經(jīng)過長達(dá)6年的研發(fā)，開發(fā)出一種新型的激光級光學(xué)材料，并通過該材料開發(fā)出高清照明技術(shù)，能夠理順雜散光，把不同方向的雜散光聚攏，變成同一方向的聚集光線。

光線聚攏，人眼就能輕易看清楚事物，從而降低視覺疲勞，而且出光清澈，與自然光無異，真正呵護雙眼。

目前，該技術(shù)已被中晶應(yīng)用于Yeecat夜貓系列高清讀寫臺燈中，短短一個多月就大賣近2萬臺，并在國內(nèi)簽下多家區(qū)域代理。同時，中晶已全力開發(fā)海外市場，與多家海外知名品牌達(dá)成戰(zhàn)略合作。

共摻三價鉻離子提高近、中紅外激光晶體性能研究獲新進展

中科院合肥研究院安徽光機所孫敦陸研究員課題組在1.06微米近紅外和2.7－3微米中紅外激光晶體的研究方面取得一系列研究新進展。

1.06微米激光廣泛應(yīng)用于加工、醫(yī)療、通訊、顯示等領(lǐng)域。Nd3＋摻雜釔鋁石榴石晶體具有物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機械強度和硬度高及熱學(xué)性質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點，適合高功率激光運轉(zhuǎn)。然而，由于Nd3＋在YAG基質(zhì)晶體中的有效分凝系數(shù)較低，不適合高濃度摻雜。此外，閃光燈泵浦Nd3＋單摻的YAG晶體還有著激光輸出能量和效率低的問題。

針對以上問題，該課題組張會麗博士后等人通過共摻Cr3＋作為敏化劑，提高閃光燈泵浦效率，同時共摻Cr3＋還可以提高晶體的抗輻射性能。采用熔體提拉法成功生長出了高光學(xué)質(zhì)量的Cr，Nd：YAG晶體，在重復(fù)頻率為40赫茲時，實現(xiàn)了最大平均輸出功率20.24W，電光效率3.00％和斜效率3.77％的激光輸出，而在相同條件下，在Nd：YAG晶體上其值僅分別為13.32W、1.97％和2.47％，結(jié)果表明，通過摻入敏化離子Cr3＋可有效地提高激光性能，并且對光束質(zhì)量影響較小。

2.7－3微米中紅外激光廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、大氣探測及科學(xué)研究等領(lǐng)域。該課題組采用提拉法生長了Er：YAG和Cr，Er：YAG晶體，對晶體質(zhì)量、光譜、激光性能及光束質(zhì)量進行了對比研究。重復(fù)頻率為5赫茲時，在Cr，Er：YAG晶體上實現(xiàn)了最大單脈沖能量1.52焦耳，斜效率1.80％，電光效率1.28％的2.94微米中紅外激光輸出，而在相同條件下，在Er：YAG晶體上其值僅分別為0.99焦耳、1.31％和0.83％，結(jié)果表明，共摻Cr3＋使得Cr，Er：YAG晶體的中紅外激光輸出能量和效率均得到較大提高。

研究人員表示，以上工作對于提高1.06微米近紅外及2.7－3微米中紅外激光晶體的性能并推進其實際應(yīng)用具有重要意義。相關(guān)研究成果分別以《共摻Cr3＋對Cr，Nd：YAG晶體的光譜和1.06微米激光性能影響的研究》和《共摻Cr3＋提高Er：YAG晶體單脈沖能量和激光效率的研究》為題，發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Optical Engineering和Infrared Physics ＆Technology上。

合肥研究院在2.79μm高重復(fù)頻率高峰值功率調(diào)Q激光器研究中取得進展

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心醫(yī)用激光技術(shù)研究室研究員江海河課題組在2.79μm調(diào)Q激光器方面取得新進展。

據(jù)了解，3μm波段位于水的吸收峰與紅外光譜指紋區(qū)內(nèi)，它在生物醫(yī)學(xué)、大氣遙感、光電對抗等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。高峰值功率3μm調(diào)Q激光器還可以作為光參量振蕩器（OPO）的泵浦源，高效率地產(chǎn)生可調(diào)諧中紅外參量激光，將相干光源拓展到中紅外波段。高重復(fù)頻率、高峰值功率中紅外激光不僅可以提高生物消融速率，而且還可以增強遠(yuǎn)程大氣環(huán)境探測靈敏度和距離。因此，發(fā)展高重復(fù)頻率、高峰值功率調(diào)Q激光技術(shù)已成為該領(lǐng)域重要發(fā)展方向。

然而，由于3 μm激光晶體的增益系數(shù)與熱導(dǎo)率較低，在高功率泵浦條件下會出現(xiàn)嚴(yán)重的熱透鏡與熱退偏效應(yīng)，同時由于缺乏高透過率、高損傷閾值的聲光調(diào)Q開關(guān)，從而難以獲得高重復(fù)頻率、高峰值功率的調(diào)Q激光輸出。

針對以上問題，研究人員使用在3μm波段具有相對低的泵浦閾值、較高斜率效率的Er：YSGG激光晶體，采用966 nm半導(dǎo)體激光器（LD）作為泵浦源，使得泵浦光發(fā)射帶與激光晶體鉺離子吸收帶具有很好的光譜匹配，提高了泵浦效率，降低激光晶體熱效應(yīng)。通過諧振腔優(yōu)化設(shè)計補償熱透鏡效應(yīng)，使用2.79 μm高損傷閾值的非偏振TeO2聲光調(diào)Q開關(guān)，避免了電光調(diào)Q熱退偏效應(yīng)帶來的損耗。在重復(fù)頻率100－300Hz條件下，獲得2.79μm高重頻調(diào)Q激光輸出，其中最大激光脈沖能量達(dá)到1mJ，最高峰值功率達(dá)13.2 kW＠76 ns。

該技術(shù)拓展了3μm激光光源，為科研與應(yīng)用提供了新工具，已在激光牙組織消融上進行了實驗，取得了較好的效果。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Infrared Physics ＆ Technology上。

銻化物半導(dǎo)體量子阱激光器研究獲得重要進展

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所超晶格國家重點實驗室牛智川研究員團隊在銻化物半導(dǎo)體單模和大功率量子阱激光器研究方面取得重要進展。

近年來，牛智川研究員帶領(lǐng)的研究團隊在國家973重大科學(xué)研究計劃、國家自然科學(xué)基金委重大項目及重點項目等的支持下，深入研究了銻化物半導(dǎo)體的材料基礎(chǔ)物理、異質(zhì)結(jié)低維材料外延生長和光電器件的制備技術(shù)等，系統(tǒng)性掌握了銻化物量子阱、超晶格低維材料物理特性理論分析和分子束外延生長方法，在突破了銻化物量子阱激光器的刻蝕與鈍化等核心工藝技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新設(shè)計金屬光柵側(cè)向耦合分布反饋（LC－DFB）結(jié)構(gòu)成功實現(xiàn)了2μm波段高性能單模激光器，邊模抑制比達(dá)到53dB是目前同類器件的最高值，同時輸出功率達(dá)到40mW是目前同類器件的3倍以上。相關(guān)成果在Appl．Phys．Lett．114，021102（2019）發(fā)表后立刻被國際著名《化合物半導(dǎo)體，Compound Semiconductor 2019年第2期》長篇報道，指出：“該單模激光器開創(chuàng)性提升邊模抑制比，為天基衛(wèi)星載LIDAR系統(tǒng)和氣體檢測系統(tǒng)提供了有競爭力的光源器件”。

在銻化物量子阱大功率激光器方面，研究團隊創(chuàng)新采用數(shù)字合金法生長波導(dǎo)層等關(guān)鍵技術(shù)，研制成功2μm波段的InGaSb／AlGaAsSb應(yīng)變量子阱大功率激光器，其單管器件的室溫連續(xù)輸出功率達(dá)到1.62瓦、巴條（線陣）激光器組件的室溫連續(xù)輸出功率16瓦，綜合性能達(dá)到國際一流水平并突破國外高功率半導(dǎo)體激光器出口限制規(guī)定的性能條款。

GaSb基InGaAsSb晶格匹配異質(zhì)結(jié)量子阱的能帶帶隙可調(diào)范圍覆蓋了1.8μm～4.0μm的短波紅外區(qū)域，與該波段的其它激光材料體系相比其在研制電直接驅(qū)動下高光電效率的激光器方面具有獨特的優(yōu)勢。

隨著銻化物多元素復(fù)雜低維材料分子束外延技術(shù)的不斷進步，國際上銻化物半導(dǎo)體相關(guān)的材料與光電器件技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展十分迅速。上述銻化物半導(dǎo)體激光器研究成果突破了短波紅外激光器技術(shù)領(lǐng)域長期卡脖子核心技術(shù)，將在危險氣體檢測、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療與激光加工等諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)揮重要價值。