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1.背景介紹浸潤性是固體表面基本的物理化學性質之一。自然界中許多動植物都進化出了特殊的浸潤性表面以適應所處的復雜生存環境，例如荷葉具有自清潔功能、水黽能夠在水面上跳躍、蚊子眼能夠在潮濕環境中防霧、昆蟲會滑落進豬籠草口袋中等（圖1）。研究發現，固體材料表面的浸潤性主要由其化學組成和微觀幾何形貌共同決定。具有特殊浸潤性的表面在能源利用、化工制造、醫療健康、****等應用領域發揮著重要作用，因此特殊浸潤性尤其是浸潤性（也即超浸潤性“superwettability”）成為了當前微納...

一.背景介紹進入21世紀后，光子集成技術（PIC）逐漸成為備受關注的課題之一。原因無外乎兩方面：其一，信息技術的應用達到了新的爆炸點，諸如大數據、人工智能、高速網絡、虛擬現實、量子信息等等都對具有低能耗、超高算力、可高速重構的光子器件提出了迫切需求；其二，光子集成技術自身也在不斷突破，片上器件的性能和成本不斷降低，達到了驅動新產業生態的門檻。在這一背景下，薄膜鈮酸鋰逐漸成為一種重要的光子集成材料。鈮酸鋰（LiNbO3）由于其優異的電光和非線性光學特性、相對較高的折射率和較寬的...

一、背景介紹隨著二維材料的快速發展，具有高功率、脈沖、窄線寬、可調諧等多種特性的半導體激光器已經問世。其中，可調諧半導體激光器憑借體積小、壽命長、波長切換靈活等優勢，被廣泛應用于光纖通信、光纖傳感、激光雷達等領域。此外，光頻域反射、法布里-珀涉、光柵傳感等具體應用場景對激光器的調諧性能提出了更嚴苛的要求。調制光柵Y分支型（MG-Y）激光器是分布式布拉格反射激光器的分支，具有波長調諧范圍寬、波長切換速度短、邊摸抑制比（SMSR）高等優勢，基于MG-Y激光器構建的應用系統成為了重...

單模泵浦激光器是一種用于為光纖激光器、光纖放大器等提供泵浦能量的激光器件，它以其高電光轉換效率和單模光束輸出的特性，在光通信、工業加工等領域發揮著重要作用。單模泵浦激光器的核心機制基于受激輻射理論。當泵浦光照射到摻雜介質時，介質中的鉺離子吸收光子能量，從低能級躍遷至高能級，形成粒子數反轉狀態。此時，若外界光子(信號光)通過介質，會觸發受激輻射，釋放與入射光子完*相同的光子，實現光信號的放大。這一過程需通過諧振腔(由全反射鏡和部分反射鏡組成)反復反射光子，增強受激輻射效應，最終...

研究背景受限于地面引力波探測器的臂長及振動噪聲，激光干涉引力波天文臺（LIGO）等地面探測器主要關注kHz頻段的引力波信息。為探測更為豐富的mHz頻段引力波，如中等質量黑洞并合及中等質量黑洞雙星繞轉等，空間引力波探測計劃應運而生，主要任務包括歐美的LISA計劃及我國的太極計劃、天琴計劃等。空間引力波探測利用星間激光干涉技術測量引力波引起的星間pm級位移波動，進而反演引力波信息。受限于衛星載荷重量及功耗，激光干涉測量系統高度集成多種功能。在完成干涉測距的前提下，需加入絕對距離測...

封面展示了緊湊型光纖進、光纖出的周期極化鈮酸鋰（PPLN）薄膜脊型波導器件。該器件結合了準相位匹配的設計靈活性和波導結構的高功率密度優勢，具有轉換效率高（比塊狀晶體高出2~3個數量級）、功率損耗小、結構緊湊等優點，適用于瓦級頻率變換。一、背景介紹周期極化鈮酸鋰（PPLN）晶體是基于準相位匹配（QPM）原理，將常規的摻鎂鈮酸鋰（MgOLN）晶體的內部疇結構設計并制作成周期極化結構（又稱為光學超晶格結構），幫助提高晶體的非線性變頻特性。它可以利用晶體的最大非線性系數，實現晶體整個...

毛細力引起的結構組裝是一個常見現象。在日常生活中，如沾水的頭發、浸墨的毛筆會聚攏在一起；在微納結構領域，固液界面毛細力引起的結構粘附同樣廣泛存在。由于微結構彈性力與接觸粘附力隨尺寸變化速度不一致，組裝結構的粘附力往往大于結構彈性力，造成微結構毛細力組裝行為的不可逆。在微納加工工藝（如光刻）中，毛細力引起的結構坍塌或組裝往往會造成結構缺陷。實現微結構毛細力自組裝的可逆調控不僅可以拓寬毛細力自組裝制備方法的應用場景，還可以為毛細力引起的微納器件缺陷修復等提供新的思路。創新工作針對...

一、研究背景翠綠寶石晶體（Alexandrite，Cr3+:BeAl2O4）是一種在近紅外波段性能優良的寬帶可調諧激光放大和增益的介質。翠綠寶石晶體存在兩個寬帶吸收譜和兩個窄帶吸收譜。在室溫時，翠綠寶石激光器的波長調諧范圍為701~858nm，通過單次或多次非線性頻率變換即可獲得紫外和深紫外激光，在科學研究及工業等領域都具有重要的應用價值。抽運光能量被翠綠寶石晶體吸收后，除了產生振蕩激光外還有相當一部分能量會轉變為晶體的熱能。當抽運光功率、晶體周圍冷卻環境相對穩定時，晶體內部...