目前双光子荧光显微镜是通过振镜实现光栅式扫描成像，由于机械反射镜的惯性，采集速率被限制在每秒10–100帧。但一些活体成像需要更快的帧速率，例如神经元活动成像需要>1000 Hz的帧速率。如图1所示，本篇文章提出了一种高速的非线性显微镜，通过使用脉冲调制、快速扫频激光器和通过角色散无惯性控制光束来实现千赫兹的帧速率（每秒1000帧），作者把这种成像技术叫做衍射激发的光谱-时间激光成像(SLIDE)[1]。 图1 衍射激发的光谱-时间激光成像(SLIDE)的原理图...

本文为中国激光第3239篇。 欢迎点击在看、转发，让更多人看到   编者按   Gérard Mourou于1973年在法国巴黎第六大学（Pierre and Marie Curie University）获得博士学位。他和他的学生Donna Strickland共同发明了啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification, CPA）技术，并分享了2018年诺贝尔物理学奖。这项技术推动了超快激光在眼科手术、精密加工、粒子物理学和核聚变等领域中的广泛应用。此外，Gérard Mourou还是美国密歇根大学超快光学科学中心（Center for Ultrafast Optical Science, CUOS）的创始人和欧洲极端光学基础设施（Extreme Light...

在过去的几十年里，提供了一种简单的高比特率通信方式的自由空间光通信作为无线电中继链路视距通信的附件或替代品吸引了越来越多的兴趣。在此，Li等人提出了一种利用自适应补偿技术辅助的自修复贝塞尔光束实现自由空间光通信轨道角动量复用链路的方案，该链路具有抗阻塞和抗湍流能力。加载了Kolmogorov相位掩模并添加了障碍物相位掩模的空间光调制器用于同时模拟实验室环境中的大气湍流和障碍物。通过测量通过波前传感器的探测高斯光束的相位失真，创建校正掩模并将其加载到另一个空间光调制器，以补偿复用贝塞尔光束的失真。使用该方案，研究人员通过模拟大气湍流和障碍物，实验证明了多个贝塞尔光束的补偿，并研究了两个贝塞尔波束复用系统的信道间串扰和误码率性能的补偿效应，每个系统携带10 Gbaud（40...

作者：谷陆生 潘天颖 纪伟† (中国科学院生物物理研究所 生物大分子国家重点实验室) 本文选自《物理》2023年第11期   摘要：光学显微镜发明于17世纪，几百年来其分辨率一直受到光学衍射的限制。进入21世纪，多种超分辨成像技术打破了衍射极限的限制，带来了一场新的显微成像技术革命。其中，基于单分子定位的纳米分辨率光学成像技术近几年更是不断取得突破，达到接近分子尺度的分辨率。文章将简要介绍光学显微镜发展历程及超分辨成像技术基本原理，并着重介绍新型纳米分辨率显微成像技术及应用前景。 关键词：光学显微镜，荧光显微镜，超分辨显微镜，单分子定位 1 引 言 所谓眼见为实，人类通过感官从自然界获取的各种信息中，以视觉信息占比最高，约占获取信息总量的80%。然而人眼的分辨率极限为100...

近日，美国灵神星探测器在1600万公里外配合地面设施完成深空激光通信试验，刷新了空间光学通信距离纪录。那么激光通信有哪些优势？根据技术原理和任务需求，它需要克服哪些困难？未来，它在深空探测领域的应用前景如何？ 技术突破 不惧挑战 在航天科研人员探索宇宙的历程中，深空探测是一项极具挑战性的任务。探测器需要穿越遥远的星际空间，克服极端环境和恶劣条件，获取和传输宝贵数据，而通信技术发挥着至关重要的作用。 灵神星探测器与地面天文台进行深空激光通信试验示意图...

文|王握文朱晰然张斌国防科技大学侯静讲述在光学领域，激光具有亮度高、单色性好、方向性强等特点，被誉为“最亮的光、最快的刀、最准的尺”。它的广泛应用，带来一系列创新创造，推动了人类科学进步和经济社会发展。 激光诞生10年后的1970年，一种新的激光光源——超连续谱激光横空出世。它与一般的单色性（窄谱）普通激光不同，是一种具有极宽光谱的多色激光。其光谱宽度在100 nm以上，甚至可达上万纳米。 01 源自激光，光纤成为“沃土”...

导 读 光学制造技术对于生产光学和光子器件必不可少。过去几十年，随着光学器件小型化和集成化需求的不断增长，用以加工微纳光学光子器件的光学制造技术也得到了广泛的发展。 在实验室规模上，目前可通过比如双光子光刻、电子束光刻或离子束光刻等技术来制备高精度微纳米元件，但相应的加工系统通常非常昂贵且加工效率不够高。 纳米压印技术能够以高产量实现高分辨率的结构。然而，这项技术需要高精度的母版，这导致额外的成本和时间投入。 光学接触光刻和投影光刻技术也被开发用于微纳米光学结构的制备，但这些方法目前只能实现微米级的分辨率，更高精度的光学加工依然面临挑战。...

时间分辨技术及其发展 时间分辨技术是一类用于测量事件发生时间或时间间隔的方法，它能精确测定物质发射或吸收荧光的时间，从而揭示微观事件的动态过程。通过使用高灵敏的探测器和复杂的信号处理技术，该技术可以实现从皮秒到亚毫秒级别的高分辨率测量，广泛应用于生物医学研究、材料科学和光电子学等领域，为科学研究提供了强大的工具。 目前，脉冲激光和/或发光二极管可满足任何荧光光谱分析的需要，而具有高时间分辨率、动态范围和测量速度的检测技术一直是改进的重点。以下列表简要总结了时间分辨荧光测量技术的主要发展阶段。 1 早期阶段（20世纪初至20世纪中期）：...

集成光信号分配、处理和传感网络需要小型化基本光学元件，如波导、分光器、光栅和光开关。为了实现这一目标，需要能够实现高分辨率制造的方法。 弯曲元件（如弯管和环形谐振器）的制造尤其具有挑战性，因为它们需要更高的分辨率和更低的侧壁粗糙度。此外，必须采用精确控制绝对结构尺寸的制造技术。 a.采用基于UV-LED的显微镜投影光刻系统的草图。b.工艺链示意图，包括从结构设计到最终投影光刻的步骤。c.使用MPP制造的高分辨率光栅。d.通过MPP实现的低于200nm的特征尺寸。上部和下部所示的线条分别使用昂贵的物镜和经济物镜制造。...

“前沿进展”栏目，旨在介绍科研人员在光学领域发表的具有重要学术、应用价值的论文，促进研究成果的传播。部分论文将推荐参与“中国光学十大进展”评选。 01 导读 量子成像技术使我们能够可视化地理解量子世界，让我们对量子纠缠的理解更加直观真实。近期，厦门大学张武虹、陈理想课题组在Laser & Photonics Reviews上以Research Article形式在线发表了Visualizing the Hardy's Paradox using Hyper-Entanglement-Assisted Ghost...

美国国家航空航天局（NASA）近日宣布，其深空光通信（DSOC）实验成功向加州理工学院帕洛马山天文台的Hale望远镜发射了近红外激光，并对测试数据进行了编码处理。这项跨越近1600万千米的近红外激光实验，创造了迄今为止距离最远的光通信演示记录。 最近发射的Psyche航天器正前往火星与木星之间的主要小行星带，位于Psyche上的DSOC项目，计划在其两年的技术演示期间，向地球传送高带宽的测试数据。NASA喷气推进实验室（JPL，以下简称NASA实验室）负责DSOC和Psyche项目的管理。 11月14日凌晨，DSOC的飞行激光收发器成功锁定了从加利福尼亚州桌山天文台光通信望远镜实验室发射的强大上行激光信标，实现了“第一束光”的光通信演示。2022 年 12 月 8 日，美国宇航局的 Psyche...

在数据传输中的空间可区分通道，光学矢量涡旋光束提供了额外的自由度。尽管已经报道了几种携带拓扑奇点的相干光源，但开发一种超小、高质量光子纳米腔的通用策略，以用于设计产生和支持光学涡旋模式，仍然极具挑战。 近日，韩国 首尔大学（Seoul National University）Min-Soo Hwang, Ha-Reem Kim，Hong-Gyu Park等，澳大利亚国立大学（The Australian National University）Yuri Kivshar等，在Nature Photonics上发文，报道了一种波长尺度、低阈值、涡旋和反涡旋纳米激光器，并且主要在拓扑旋错topological...

自适应光学（AO）是一种通过使用反馈来调整光学系统以实时校正相位像差的技术。偏振像差是一种可能影响光学系统性能的重要因素之一。例如应力光学元件、菲涅耳效应和材料或生物组织中的偏振效应等各种因素都可能导致偏振像差。这些像差会影响系统分辨率和矢量信息的准确性。 矢量像差是由相位像差和偏振像差的共同作用引起的。它们可以极大地影响许多现代光学系统的性能，特别是那些对矢量敏感或需要高分辨率的系统。例如，在光刻系统中，偏振像差在系统分辨率中起着至关重要的作用，影响着所制造芯片的质量。 在eLight中，牛津大学的Chao...

本文由论文作者团队投稿 导 读 近日，山东大学物理学院陈峰团队展示了一种新型的微腔激光器。该方案巧妙地将离子注入技术与传统的激光晶体Nd：YAG晶体结合，借助离子注入引入缺陷增强局部化学腐蚀速度，从而实现晶体薄膜的剥离，随后对薄膜进行图案化，得到毫瓦级输出的微腔激光器。该方案为微纳光学器件提供了新的研究思路。 该文章以“Optically Pumped Milliwatt Whispering-Gallery Microcavity Laser”为题发表在Light: Science & Applications，李慧琦博士为第一作者，谭杨教授与陈峰教授为通讯作者。...

 NETWORK The Earth is a very small stage in a vast cosmic arena.  星上处理 + 星间链路      今天看了一下后台用户数据，瑞萌萌的小屋这一个月涨了从建这个公众号至今七年的粉丝数（虽然也没几个人关注），真的挺感慨的。果然内容是第一生产力，持续更新加上大数据推送，就会有很多流量。      不提这些外在的东西。希望关注瑞萌萌小屋的各位能见证瑞萌萌的成长吧。坚持做一件事情，或许很多年后的某一天回过头看，真的会有满满的成就感。 SATELLITE     星间组网逐渐普及   ...

撰稿人 | 戴宏   TITLE  |  #基于深度学习的亚奈奎斯特采样扫描白光干涉测量# 01   论文导读   本文介绍了一种使用深度学习的亚奈奎斯特采样垂直扫描白光干涉法（SWLI）。该方法设计了一个通道阈值的包络深度残差压缩网络（E-DRSN-cw），这是一种从欠采样信号中提取过采样包络的网络模型。通过遵循软阈值非线性层方法、在欠采样干扰信号前用零进行预填充、使用LayerNorm增强输入和标签以及预测回归包络，该模型提高了训练效率、准确性和鲁棒性。模拟数据训练了网络，实验表明，与经典方法相比，它在精度和鲁棒性上具有优越性能。E-DRSN-cw为SWLI提供了一种快速测量解决方案，消除了对先验知识的需求。   02   研究背景...

上海光机所高功率激光物理联合实验室提出了一种基于多焦斐波那契波带片的改进型单次曝光准相位差波前传感技术，相关成果发表于Applied Physics Letters。   相位差波前传感器对光学硬件无特殊要求，环境要求低，无需校准，光路紧凑，具有良好的测量精度。作为一类定量波前测量和图像恢复的常用手段，相位差技术已成为自适应和主动光学系统中波前传感器的主要技术之一，可用于望远镜自适应光学系统和大功率激光装置光学检测系统等。传统相位差法的波前检测精度受限于焦面和离焦面的不确定分离距离，且需多次数据采集获得多幅强度分布图，无法实现实时检测。   图1 (a)基于多焦斐波那契波带片的单次准相位差波前传感装置，(b)强度阵列，(c)多焦斐波那契波带片的中心附近区域放大图...

液晶空间光调制器具有优良的相位调制特性，可以实现光波波前的相位调制，广泛应用于光场调制、光束整形、光束扫描和计算显示等领域，但液晶的偏振依赖特性限制了其进一步的发展，因此，偏振无关液晶器件成为了研究的热点问题。 通过器件结构设计，实现偏振无关的相位调制是液晶偏振无关技术研究的一个主要方向，但基于扭曲向列液晶的偏振无关器件结构往往存在工艺难度大、器件结构复杂和相位调制深度不足等问题。 针对该问题，上海交通大学电子信息与电气工程学院陆建钢教授团队提出了一种旋光扭曲光取向技术，并基于该技术完成了微区正交扭曲液晶调制器件的制备，实现了大相位深度、低偏振相关度的液晶相位调制器件。 该成果以“Polarization...

为了提升微电子技术的性能，半导体行业正致力于缩减器件尺寸，目前已将特征尺寸降至10 nm以下。随着半导体尺寸的极限缩小，相关技术挑战日益突显，这催生了一种高效的半导体制造新技术——极紫外（EUV）光刻技术。...

自1960年激光问世以来，激光器的应用遍布各行各业。其中，超短超强脉冲在工业加工、量子材料和强场物理等领域发挥着独特的作用。在各类激光器中，激光放大级通常用于实现高能量输出。为了克服固体单通放大增益低（通常小于1 dB）的不足，再生放大（或多通放大）技术随之兴起。 再生放大技术利用光开光将脉冲“困”在腔内，脉冲多次通过增益介质后再被光开关从腔内“释放”，输出能量可以超过毫焦量级。另外，与固体放大器并行发展的光纤放大器因优异的散热性能，输出平均功率远超固体激光器。较长的增益介质允许其具有较高的单通增益（约20 dB）。然而，长相互作用距离积累大量的非线性相位，限制了小芯径光纤放大器的输出脉冲能量（通常<10 μJ）。...