撰稿：高云晖（清华大学，博士生） 本文由论文作者团队（课题组）投稿 全息术自1948年Gabor发明以来，提供了一种光波相位信息的观测手段，可对光与物质相互作用进行定量分析，在生物医学成像、缺陷检测、形貌测量等领域得到了广泛应用。数字全息成像通过图像传感器直接记录样品的衍射图像，再利用算法数值反演实现图像重建，随着近年来计算光学成像技术的发展再度引起了学界的关注。 图1：数字全息成像系统示意图...

利用啁啾脉冲放大技术（chirped pulse amplification, CPA）实现高能拍瓦激光输出的大激光装置在高能物理、粒子加速、激光聚变等众多研究领域有重要应用。随着激光峰值输出功率的不断提升，激光对内部光学元件造成的损伤问题成为了制约激光系统极限输出能力的关键瓶颈因素。 脉冲压缩光栅的激光损伤问题 CPA技术对激光脉冲进行时域展宽，展宽后的脉冲经过增益介质放大，获得大能量，再经过时域压缩，从而实现高峰值功率激光输出。脉宽越长，光学元件能够承受的脉冲能量越大，CPA技术巧妙地化解了放大传输过程中光学元件的损伤问题，但是却将元件损伤的重压转移到了CPA技术必不可少的核心元件——终端脉冲压缩光栅上。...

光在大气中传播时，受大气折射率变化的影响，其波前会产生动态畸变，严重时导致其经光学系统所成的像斑出现模糊、抖动的现象。因此，暴露在大气中的光学系统的实际分辨率难以达到甚至低于其光学分辨率。对于这种情况，进行实时地波前校正是提升该光学系统的实际分辨率的关键。目前的波前校正技术从目标上可分为以波前补偿为目标的传统自适应光学技术和以提升像面清晰度为目标的无波前传感自适应光学技术。前者为实时检测校正，但硬件复杂高，技术难度大；后者的结构相对简单，但校正带宽不足，通常难以实现实时校正。 中国科学院院士、中科院南京天文光学技术研究所研究员崔向群团队提出了基于衍射神经网络的、全光学的波前校正系统——衍射自适应光学系统（Diffractive...

本文为中国激光第2852篇。 欢迎点击在看、转发，让更多人看到 Advanced Photonics Nexus 2023年第2期文章： Andrei Afanasev, Jack J. Kingsley-Smith, Francisco J. Rodríguez-Fortuño, Anatoly V. Zayats. Nondiffractive three-dimensional polarization features of optical vortex beams[J]. Advanced Photonics Nexus, 2023, 2(2): 026001...

2023年，“量子快报”专栏全新升级。 在这里，你不仅可以看到全球最重要、最热门的量子领域科研成果，还能迅速了解相关行业资讯、获奖情况和会议信息。及时、简洁、便捷，爱光学将陪伴您一起探索充满活力的量子世界。 这是第11期“量子快报”，欢迎您持续关注~ 科研进展 揭秘退相干对多体量子态转向的影响 多体量子态转向在非对称量子信息网络中具有广阔的应用前景，但是由于其在退相干的过程中量子态很不稳定，导致其在实际量子领域应用中很少，因此，了解多体量子态的噪声通道和衰减机制十分重要。...

撰稿人 | 薪胆居士 论文题目 | High-gain and high-speed wavefront shaping through scattering media 作者 | Zhongtao Cheng, Chengmingyue Li, Anjul Khadria, Yide Zhang & Lihong V. Wang 完成单位 | 美国加州理工学院 研究背景      ...

近期，由于成本降低和耐用性优异，单像素相机有望成为多像素传感器的替代品，这对于与工业检测和生物医学诊断等应用相关的中红外（MIR）成像特别有吸引力。迄今为止，中红外单像素光子稀疏成像尚未实现，这迫切需要高灵敏度的光学探测器和高保真空间调制器。 据麦姆斯咨询报道，近期，华东师范大学曾和平教授与黄坤研究员领导的研究团队在Nature Communications期刊上发表了题为“Mid-infrared single-pixel imaging at the single-photon...

本文为中国激光第2850篇。 欢迎点击在看、转发，让更多人看到 Photonics Insights 第1卷第2期综述文章：   Kai Zhang, Shengshuai Liu, Yingxuan Chen, Xutong Wang, Jietai Jing. Optical quantum states based on hot atomic ensembles and their applications[J]. Photonics Insights, 2022, 1(2): R06     中国激光杂志社     ，赞16 撰稿：华东师范大学 荆杰泰 导读  ...

技术背景：...

去年11月12日，空间站双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站，成为世界首台进入太空的双光子显微镜。近日，中国空间站双光子显微镜完成在轨验证，神舟十五号航天员乘组通过该显微镜成功获得皮肤三维图像。双光子显微成像技术是基于双光子吸收及荧光激发的一种非线性光学成像技术。 神舟十五号航天员乘组完成了双光子显微镜的安装、调试和首次成像测试，成功获取了航天员脸部和前臂皮肤的在体双光子显微图像。这是航天员们调试设备的场景，张陆正在通过设备获取费俊龙在轨状态下前臂皮肤的在体双光子显微图像。...

普通相机只能拍摄物体的二维平面图像。近年来，三维立体视觉在消费电子、机器人、汽车智能化和工业自动化等新兴领域中开始扮演愈发重要的角色。三维空间维度之外，光场提供的额外信息维度，例如偏振、光谱等，可以揭示场景更加丰富的特征，对于目标识别与追踪、特征分析、图像增强等任务有着重要的作用。为获取额外维度光场信息，光学系统通常需要更大的体积、重量和功耗。例如，获取物体深度信息需要主动激光照明或采用多视角拍摄；获取物体偏振信息需要通过分振幅、分焦面等方式。通常单一光学系统难以同时记录多个维度的光场信息。...

本文为中国激光第2845篇。 欢迎点击在看、转发，让更多人看到 面向制造强国战略，突破装备重大需求，为促进学术交流，推动相关领域纵深发展，《激光与光电子学进展》于2023年第3期（2月）推出“超精密测量技术”专题，其中清华大学谈宜东团队的特邀综述“空间引力波探测中的激光干涉多自由度测量技术”被选为本期封面文章。   论文综述了空间引力波探测中用于测试质量多自由度超精密测量的研究进展，并对未来的发展趋势和前景进行了展望。 封面解读   封面展示了基于激光干涉测量技术的空间引力波探测方案，利用激光干涉系统实现测试质量与卫星平台间多自由度、本地与远端卫星平台间距离变化的超精密测量，从而探测黑洞合并、超新星爆发等宇宙结构活动引发的时空涟漪，为探索宇宙起源与演化提供新的观测手段。...

近期，国外激光企业相继发布了最新的年度财报数据。那么与2021年相比，这些激光企业的2022年度业绩如何？盈利还是亏损？以下为具体企业表现情况： 【注：由于通快尚未发布最新财报，故本次不在统计之中；Ⅱ-Ⅵ在2022年7月份正式完成对Coherent的收购，7月份之前两家公司财报分开计算，故本次不做对比统计。】 IPG：2022全年净利润1.1亿美元，中国区销售额下降12.5% 全球光纤激光器领军企业IPG的2022年全年财报（2021年12月31日至2022年12月31日）显示，实现营收14.3亿美元，同比下降2％；净利润1.1亿美元，同比下降61％。...

撰稿人 | 薪胆居士 论文题目 | Ultrafast serrodyne optical frequency translator 作者 | Prannay Balla, Henrik Tünnermann, Sarper H. Salman, Mingqi Fan, Skirmantas Alisauskas, Ingmar Hartl, Christoph M. Hey 完成单位 | 德国电子同步加速研究所 研究背景      ...

伦斯勒理工学院的物理、应用物理和天文学助理教授Moussa N'Gom设计了一种方法，使卫星和地面之间的通信无论天气如何都能有效进行。在最近发表的研究成果中，N'Gom和他的团队使用超快飞秒激光来穿透通常会导致自由空间光通信(FSO)损失的云和雨。 实验装置示意图及实验结果图 N'Gom说：“我们使用的激光能量很高，它们会改变传播的环境。环境开始改变，激光正在改变它，他们有光-物质相互作用。这就形成了一种级联效应，产生了长长的灯丝。” 灯丝伴随着冲击波，沿着音爆的路线。激光灯丝通过云层传播，伴随的冲击波清除灯丝周围的空间，为可见光提供一个开放的通道。N'Gom使用结构光，在其中心有一个洞的螺旋形式，通过路径传播。...

技术背景： 透镜已经出现数百年了，从宏观宇宙到微观单分子成像，都可以见到透镜的身影。然而，始终存在一个这样的疑问，是否这就是手头成像任务的最佳选择。透镜的设计基于费马原理：从点A出射的光经过透镜后聚焦在点B。从A点到B点的所有光线路径具有相同的光程时，在B点产生相长干涉，使B点有最大的光辐照度(图1a)。当使用4f成像装置时，系统的性能可以用点扩散函数或它的傅里叶变换，光学传递函数(OTF，非相干成像时)来表征(图1b,c,d)。光瞳的传输或相位分布的任何变化都会导致点扩散函数峰值减小。有意思的是，只要光瞳调整不能增大光通量，光学传递函数在某些空间频率下减小的情况就没有任何改善的可能。每当光瞳被操纵时，都会导致更差的成像性能。...

日前，我国科学家研制出一款重量仅为2.17克的“微型化三光子显微镜”，首次实现了小鼠的“深脑成像”。该技术可以在室内温度条件下以四分之一的照明条件和极低的照明强度，实现对活着小鼠的细胞结构和生物机制活动的实时监测和定量分析。 微型化三光子显微镜光学构型 这项技术可以实现立体化图像，可以清晰地观测到小鼠大脑内不同层次的活动，并且可以在不进行其他技术干预（包括作侵入处理）的情况下持续观察。 同时，微型化三光子显微镜也可以采集小脑活动数据，实现对单个神经元的运动模式、网络构建及其变化过程的定量分析，帮助研究者深入认识大脑神经网络构建及其动态变化特征。未来，这项技术也可以用于帮助研究新药物调节神经电发放的调控作用。...

传统光纤和平面波导等光波导由被折射率较低的包层包围，光通过核心包层边界的全内反射被有效限制在核心中。这类光纤可传输超过100 km光，但重力、距离和功率限制使这种物理波导很难应用于大气监测和高功率激光传输。若直接通过空气发送光，会因衍射效应导致光束扩散。使用激光脉冲“雕刻”空气中的波导，可在不受干扰的空气中心核心周围产生低密度包层，从而解决上述问题。马里兰大学帕克分校的Andrew Goffin及其同事使用一种带有“甜甜圈”形光束的新方法，在空气中创建了一个45 m长的波导，比他们之前建立的空气波导记录远60倍。这一突破可能使高功率激光脉冲能够传送到远程目标，为大气监测和高功率传输提供新思路。 空气中的“光栅栏”...

面向下一代高精度亚毫米波望远镜天线的建设需求，中国科学院紫金山天文台天文望远镜技术实验室联合北京理工大学，在相位自适应稳定系统研究中取得重要进展。近日，相关成果发表在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上。 60米级大型亚毫米波望远镜研制可能取得突破的方向是亚毫米波自适应技术（MAO）。其中，毫米波/亚毫米波长距离高稳定相位和功率线传输是尚未解决的难题，导致MAO系统在环境温度变化1oC时引起误差大于300微米，超过面形精度小于20微米的指标要求。...