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一、背景介紹1968年，Veselago提出左手材料的概念，超構(gòu)材料這一嶄新的領(lǐng)域宣告誕生，并在隨后的數(shù)十年里逐漸發(fā)展成熟，取得廣泛應(yīng)用。然而，超構(gòu)材料面臨著微納加工工藝的限制與效率損耗的問(wèn)題，這制約了其進(jìn)一步的發(fā)展。作為超構(gòu)材料的二維形式，超構(gòu)表面通過(guò)在二維平面上排布超構(gòu)原子——亞波長(zhǎng)級(jí)別的散射體或者孔洞——實(shí)現(xiàn)特定的電磁調(diào)控功能。相比于超構(gòu)材料，超構(gòu)表面在保留光場(chǎng)調(diào)控高自由度的同時(shí)，顯著減輕了加工制造難度，提高了器件的能量利用效率。目前，超構(gòu)表面的工作波長(zhǎng)范圍已經(jīng)覆蓋微波...

研究背景表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）作為一種光學(xué)無(wú)損分析技術(shù)，因其高靈敏度與強(qiáng)特異性被廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷等多種領(lǐng)域。SERS襯底一般采用金屬納米結(jié)構(gòu)耦合光場(chǎng)形成局域表面等離激元共振(LSPR)，顯著增強(qiáng)了拉曼散射截面。激光化學(xué)還原法制備金屬納米結(jié)構(gòu)因其化學(xué)成分純凈及工藝可控性高而受到廣泛關(guān)注。雖然飛秒激光直寫技術(shù)可以一步還原制備SERS襯底，但存在聚焦加工區(qū)域小、效率較低的問(wèn)題，在金屬微納結(jié)構(gòu)的大面積高效制造方面存在挑戰(zhàn)。因此，激光調(diào)控光場(chǎng)一步法化學(xué)還原制備圖案化金...

本文聚焦激光融合制造，從全局視角討論該工藝在柔性微納傳感器制造中的應(yīng)用形式，依次介紹了激光增材、等材與減材三種制造方法，并重點(diǎn)分析加工機(jī)理與典型目標(biāo)材料，突出了激光融合制造在柔性微納傳感中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。之后具體展示了激光融合制造在柔性物理、化學(xué)、電生理與多模態(tài)微納傳感器中的典型應(yīng)用，并對(duì)相關(guān)研究及最新進(jìn)展進(jìn)行討論。最后，針對(duì)該領(lǐng)域現(xiàn)存技術(shù)挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié)與展望。二、激光增材制造激光增材制造，即利用激光作為局部能量源，將納米前驅(qū)體材料加熱熔融（還原），并經(jīng)燒結(jié)、累加、逐...

研究背景微螺旋結(jié)構(gòu)在微機(jī)器人、手性超材料和生物工程等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，這些應(yīng)用都對(duì)微螺旋結(jié)構(gòu)的尺寸、形貌提出了較高要求。飛秒激光雙光子聚合（TPP）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米精度的真三維加工，十分適合制備上述這種具有復(fù)雜形貌的三維微結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)雙光子聚合技術(shù)采用單點(diǎn)直寫曝光方案制備微結(jié)構(gòu)，其效率較低。高效率加工需要昂貴、精密的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)配合，這限制了相關(guān)制造技術(shù)的實(shí)用性。近年來(lái)，光場(chǎng)調(diào)控技術(shù)的快速發(fā)展豐富了激光加工手段。結(jié)構(gòu)光場(chǎng)已被用于單次曝光快速制備微螺旋，但所設(shè)計(jì)的螺旋光場(chǎng)可調(diào)控...

1.背景介紹浸潤(rùn)性是固體表面基本的物理化學(xué)性質(zhì)之一。自然界中許多動(dòng)植物都進(jìn)化出了特殊的浸潤(rùn)性表面以適應(yīng)所處的復(fù)雜生存環(huán)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(huán)境中防霧、昆蟲會(huì)滑落進(jìn)豬籠草口袋中等（圖1）。研究發(fā)現(xiàn)，固體材料表面的浸潤(rùn)性主要由其化學(xué)組成和微觀幾何形貌共同決定。具有特殊浸潤(rùn)性的表面在能源利用、化工制造、醫(yī)療健康、****等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，因此特殊浸潤(rùn)性尤其是浸潤(rùn)性（也即超浸潤(rùn)性“superwettability”）成為了當(dāng)前微納...

一.背景介紹進(jìn)入21世紀(jì)后，光子集成技術(shù)（PIC）逐漸成為備受關(guān)注的課題之一。原因無(wú)外乎兩方面：其一，信息技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了新的爆炸點(diǎn)，諸如大數(shù)據(jù)、人工智能、高速網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)、量子信息等等都對(duì)具有低能耗、超高算力、可高速重構(gòu)的光子器件提出了迫切需求；其二，光子集成技術(shù)自身也在不斷突破，片上器件的性能和成本不斷降低，達(dá)到了驅(qū)動(dòng)新產(chǎn)業(yè)生態(tài)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(yōu)異的電光和非線性光學(xué)特性、相對(duì)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(fā)展，具有高功率、脈沖、窄線寬、可調(diào)諧等多種特性的半導(dǎo)體激光器已經(jīng)問(wèn)世。其中，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器憑借體積小、壽命長(zhǎng)、波長(zhǎng)切換靈活等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感、激光雷達(dá)等領(lǐng)域。此外，光頻域反射、法布里-珀涉、光柵傳感等具體應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)激光器的調(diào)諧性能提出了更嚴(yán)苛的要求。調(diào)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(zhǎng)調(diào)諧范圍寬、波長(zhǎng)切換速度短、邊摸抑制比（SMSR）高等優(yōu)勢(shì)，基于MG-Y激光器構(gòu)建的應(yīng)用系統(tǒng)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(zhuǎn)換效率和單模光束輸出的特性，在光通信、工業(yè)加工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。單模泵浦激光器的核心機(jī)制基于受激輻射理論。當(dāng)泵浦光照射到摻雜介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)中的鉺離子吸收光子能量，從低能級(jí)躍遷至高能級(jí)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，若外界光子(信號(hào)光)通過(guò)介質(zhì)，會(huì)觸發(fā)受激輻射，釋放與入射光子完*相同的光子，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的放大。這一過(guò)程需通過(guò)諧振腔(由全反射鏡和部分反射鏡組成)反復(fù)反射光子，增強(qiáng)受激輻射效應(yīng)，最終...