重磅！首个具有广泛波长可调性的芯片级铒激光器问世｜宇熠周报

链接：https://www.cipeasia.com/

介绍：北京光电子产业博览会PHOTONICS CHINA EXPO（简称：北京光电子展会）的举行时间是2024年7月14日~7月16日。举办展馆是北京亦创国际会展中心，详细地址是北京市亦庄荣昌东街6号。

北京光电子展会依托中国光学工程学会强大的产业资源集群效应，吸引了国内外业界领袖展示其最新成果和创新应用案例。覆盖整个光电子产业链，专注于工业应用，为制造商提供新的想法和解决方案，最终买家可以准确连接。依靠研究所的资源带来强大的科研购买力，它汇集了大学、国家研究所、国家重点实验、国家工程中心和技术开发机构。北京光电子产业博览会向市场推广技术，帮助企业提升技术创新能力，解决新产品开发的关键技术，以新的技术服务模式帮助科技成果转化和产业升级。

北京光电子展会的主办方和官方是中国光学工程学会。其中展会的展商名录、参展商名单如下华工科技、三安光电、永新光学、联创电子等。

北京光电子展会的门票为电子门票。门票办理时需要实名绑定身份证信息。展会现场凭借身份证和电子门票入场参观。

链接：https://www.ciof.cn/simp/fairinfo.php

介绍：北京国际光学眼镜展览会CIOF（简称：北京光学眼镜展）的举行时间是2024年9月10日~9月12日。举办展馆是中国（北京）国际展览中心(老馆），详细地址是北京朝阳区北三环东路六号。

北京光学眼镜展会是中国乃至全球光学眼镜行业的重要盛会。它汇聚了国内外知名的眼镜制造商、供应商、设计师和专家，展示最新的眼镜产品、技术和服务。展会涵盖了从眼镜框架、镜片到眼镜制造设备、验光仪器以及眼镜护理产品的全产业链。此外，展会期间还会举办一系列技术研讨会、新品发布会和行业交流活动，为业界人士提供一个交流和学习的平台。总的来说，北京国际光学眼镜展览会是一个集展示、交流、学习和采购于一体的综合性盛会，对于促进眼镜行业的发展具有重要意义。

北京光学眼镜展会的主办方和官方是中国眼镜协会和中国中轻国际控股有限公司。其中展会的展商名录、参展商名单如下BOLON暴龙、夕阳红、老百兴、乐申LASHION等。

北京光学眼镜展会的门票为电子门票。门票办理时需要实名绑定身份证信息。展会现场凭借身份证和电子门票入场参观。

链接： http://www.icoeam.com/

介绍：2024年光学工程、应用力学国际学术会议（ICOEAM 2024）将在全球范围内汇聚众多光学工程和应用力学领域的专家学者，共同探讨这两个领域的最新研究进展、技术发展和应用前景。本次会议旨在促进国际间的学术交流与合作，推动光学工程和应用力学领域的创新与发展，为人类社会的进步做出积极贡献。

链接：http://www.icoimv.com/

介绍：本次会议的主题为“光电信息与机器视觉的未来发展”。围绕这一主题，会议将涵盖光电信息与机器视觉领域的多个研究方向，包括但不限于图像处理、模式识别、计算机视觉、机器学习等。

介绍：近日，全球领先的机床和激光技术方案提供商德国通快集团（TRUMPF）公司宣布，其先进的激光技术首次助力汽车制造商和电池制造商实现电动汽车电池在工业规模上的回收。通快开发的激光系统能够安全、高效地切割废旧电池，并从电池箔中提炼出有价值的原材料。

通快TRUMPF公司激光技术首席执行官Hagen Zimer表示：“电池回收不仅具有生态意义，还通过激光技术的应用实现了经济可行性。我们在电动汽车电池生产的激光焊接和切割方面积累了丰富经验，并将这些经验融入到了新的回收工艺中。”在即将到来的2024年欧洲电池技术展览会上，通快TRUMPF公司将首次公开展示这一革命性的激光回收工艺，向全球展示其领先的科技实力和创新精神。

欧盟已经对电池的回收率提出了明确的要求，目标达到90%的回收率。在这样的政策指引下，仅在欧洲地区，从2030年起，工业每年将不得不回收高达57万吨的电池材料。对此，弗劳恩霍夫生产工程与自动化研究所IPA的负责人Alexander Sauer强调：“随着电动汽车市场的快速扩张，电池回收市场正迎来前所未有的发展机遇。钴、锂、镍等关键原材料的开采成本高昂，而供应链的不稳定性也为企业带来了挑战。因此，实现电池的高效回收和再利用，对于行业的可持续发展至关重要。”

介绍：光纤激光器使用掺有稀土元素（铒、镱、钕等）的光纤作为其光学增益材料，在泵浦源的激励下发出高质量的光束，效率高且耐用，通常比其他类型激光器体积更小。尽管如此，对将光纤激光器微型化至芯片级别的需求日益增长。基于铒掺杂的光纤激光器片上微型化受到广泛关注，然而，窄线宽铒掺杂波导激光器面临的主要挑战是集成具有低背景噪声和长度足够长的有源波导，其长度范围通常从几十厘米到米级，以确保单频操作和提供足够的往返增益。

来自瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员开发了首个芯片集成的掺铒波导激光器，采用米级长的铒掺杂氮化硅波导，可以提供超过30 dB的净增益和超过100 mW的输出功率，其性能接近光纤激光器和最先进的半导体扩展腔激光器。相关研究成果发表于Nature Photonics上。

研究人员使用最先进的制造工艺开发了芯片级掺铒激光器，其结构包含一个掺铒光子集成电路和一个边缘耦合的III-V族半导体泵浦激光二极管。首先，他们基于超低损耗的氮化硅光子集成电路构建了米级长的芯片光学腔，其腔内基于微环的Vernier滤波器能够在掺铒增益带宽内实现单模激光。“由于集成了微环谐振器，即使在紧凑的芯片尺寸下，我们也能够将激光腔设计为米级长度”研究人员说道。

然后，研究人员在芯片中掺入了高浓度的铒离子，创建了激光所需的有源增益介质。最后，他们将光路与III-V族半导体泵浦激光器集成，以激发铒离子产生激光束。为了优化性能并实现精确的波长控制，研究人员设计了一种创新的腔内设计，采用基于微环的Vernier滤波器——一种可以选择特定光频率的光学滤波器。

介绍：6月18日，2024长春国际光电博览会（以下简称光博会）以“光电引领 共创未来”为主题在长春东北亚国际博览中心隆重开幕，中国科学院长春光机所在A1-H01展位亮相。上午11点18分，由长春光机所自主研发的通用光学设计分析系列软件——长光杂散辐射分析软件V1.0正式版举行了发布仪式。中国工程院院士、长春光机所所长张学军亲自讲解了这款光学软件的核心功能和用途，多名领导和院士莅临展位指导交流。长光杂散辐射分析软件是一款利用光线追迹方法来模拟光学系统杂散辐射的大型光学工程软件，具备三维实体光机建模、光源建模、表面属性建模、光线追迹、杂散辐射分析等核心功能，可用于航天、航空、安防、医疗、电子等领域高端光学系统的仿真分析。该光学软件的研发团队由光学系统先进制造重点实验室（中国科学院）和长春光机所先进计算与数字工程研究中心两个部门的相关人员组成，团队规模40人左右，这是一支平均年龄仅有33岁的研究队伍。在研制过程中，团队克服重重困难，突破了光源发光属性、光学与机械元件散射属性的测量与表征技术、基于蒙特卡洛方法的光线追迹与分裂技术、杂光数据记录方案和路径分类方法等核心关键技术，完全掌握底层核心算法、拥有自主知识产权、核心技术指标优异，为实现我国光学软件自主化、为工业软件国产化贡献了一份力量。

介绍：在超短超强激光与物质相互作用中，会产生短脉宽、高能量的电子，通常称为“超热电子”。超热电子的产生和输运是激光高能量密度物理的重要基本问题之一。超热电子可以激发很宽波段（微波－伽马射线）的超快电磁辐射，也可以驱动离子加速，还可以快速加热物质，作为惯性约束核聚变“快点火”过程中的能量载体。各种次级辐射和粒子源的性质、等离子体加热和能量沉积过程与超热电子的时间、空间和能量特征及演化动力学息息相关。经过多年研究，人们对超热电子的能量和空间特征已经比较清楚，但由于缺乏合适的高时间分辨测量手段，超热电子束时间结构和动力学过程的诊断仍然面临挑战。中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L05组廖国前特聘研究员、李玉同研究员和张杰院士等人组成的研究团队，对超强激光与固体靶相互作用产生高功率太赫兹辐射的新途径进行了多年探索，提出了基于超热电子束相干渡越辐射的太赫兹产生模型，发展了基于非共线自相关的单发超宽带太赫兹探测技术。在此基础上，近期该团队提出了太赫兹辐射诊断超热电子束的新方法，利用自主研发的高时间分辨单发太赫兹自相关仪，实现了超强激光与薄膜靶相互作用过程中超热电子束时域结构及动力学的原位、实时测量。理论上，构建了太赫兹辐射性质与超热电子束时空特征的映射关系，给出了太赫兹脉宽与电子束脉宽、束斑尺寸、发射角等参数的定量联系。实验上，一方面，准确表征了激光－固体靶作用中几十飞秒量级的超热电子束脉宽，发现超强激光加速的电子束在产生时具有与驱动激光类似的脉宽，随后在传输过程中由于速度色散和角发散导致纵向时间宽度和横向空间尺寸逐渐展宽；另一方面，首次直接观测到了由于激光脉冲二次加速和靶面鞘层场导致的超热电子回流动力学，发现当高对比激光与薄膜靶相互作用后，电子束在靶前后表面鞘层场之间来回反弹，持续时间可达百飞秒量级。这些结果演示了一种单发、无损、原位、高时间分辨率的超热电子表征手段，对于理解和优化基于超热电子的超快辐射和粒子源时空特性并发展相关应用具有重要意义。相关结果近期以＂Femtosecond dynamics of fast electron pulses in relativistic laser－foil interactions＂为题发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。本项研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院项目的支持。

链接：https://www.oejournal.org/article/doi/10.29026/oea.2024.230186

介绍：非线性光学是研究光与介质相互作用时介质的光学响应与入射光强度之间的复杂非线性关系，目前非线性光学已被应用于许多领域，如激光调制、光信号处理、医学成像等。近些年来，出于对相位匹配条件和制造工艺等方面的考虑，超表面成为研究和实现新型非线性光学功能的重要平台。简而言之，超表面是一种具有周期排列的亚波长尺寸下的超薄人工表面，通过对其单元结构进行精密设计，能够实现对电磁波的强度、极化和相位的精准调控。在非线性光学中，由于对光与物质相互作用的强大控制能力，对非线性信号的相位和偏振的多功能调制，在几何形状和材料成分方面的高度设计灵活性，以及集成到紧凑光学器件中的潜力，超表面也发挥着重要的作用。

最近的研究表明，基于导模谐振的全介质超表面可以实现高品质因子（Q因子）的谐振效应，因而在传感和频率转换等应用中实现有效的光学元件。然而，与光子晶体波导的导模情况不同，导模谐振可以与连续谱耦合并辐射能量。此外，连续域束缚态（BIC）提供了一种实现光与超表面之间强耦合的新方法。理想情况下，连续域束缚态与连续光谱中的辐射模式完全解耦，因此拥有无限大的辐射Q因子。由于表面粗糙、材料损耗、固有的制造缺陷和其他扰动，在实际器件中，连续域束缚态表现为具有有限Q因子的高Q谐振。重要的是，连续域束缚态的Q因子所表现出的对超表面单元结构几何不对称性的高度依赖性，让具有高Q谐振的超表面的设计更加灵活，从而可以在宽光谱范围内有效地控制光与物质相互作用的强度。在此基础上，连续域束缚态不仅在线性光学应用中得到了深入研究，包括涡旋光束生成和光导光子器件，而且还涉及大量非线性光学效应，例如高强度的谐波生成。

超表面为非线性光学的研究提供了一个有发展前景的平台，但是目前大多数的非线性超表面仅专注于单一的倍频转换，且缺乏高效调控非线性光学响应的手段。另一方面，实现局域场增强的物理机制也是获得有效频率转换的关键因素，近些年的研究表明，基于连续域束缚态的高Q谐振可以产生增强的谐波，但鲜有研究将导模谐振与连续域束缚态在同一光学器件中实现，并深度解析其物理机制的差别所引发的不同的线性与非线性光学响应。

链接：https://www.oejournal.org/article/doi/10.29026/oea.2024.230145

介绍：悬链线光学器件使超表面具有更高的效率和更宽的带宽，在成像系统、超分辨率光刻和宽带吸收器中备受期待。然而，在不考虑非周期性电磁串扰的情况下进行周期性边界逼近对接触网光学器件达到其性能极限提出了挑战。在这里，通过场驱动优化实现了对局部几何阶段和传播阶段的完美控制，其中场分布是在真实边界条件下计算的。与其他需要大量迭代的优化方法不同，所提出的设计方法需要不到十次迭代才能使效率接近最优值。基于形状优化的悬链线结构库，可在10秒内设计出厘米级的器件，性能提升~15%。此外，该方法还具有将悬链线状连续结构扩展到任意极化的能力，包括线性极化和椭圆极化，这是传统设计方法难以实现的。它为接触网光学的发展提供了一种途径，并作为构建高性能光学器件的有力工具。