【光学前沿】芯片级激光器研发取得新进展
自20世纪60年代以来，激光技术的发展为世界带来了革命性的变化，广泛应用于尖端手术、精密制造、光纤数据传输等领域。随着激光应用需求的增长，光纤激光器市场不断扩大，主要用于工业切割、焊接和打标。
一、光纤激光器的特点
光纤激光器使用掺杂稀土元素（如铒、镱、钕）的光纤作为光学增益源，具有高质量光束、高输出功率、高效率、低维护成本和耐用性。它们体积小，是低相位噪声的“黄金标准”，光束稳定性高。
尽管光纤激光器性能优越，但对芯片级光纤激光器微型化的需求不断增长，特别是在保持高相干性和稳定性的基础上。
二、研究突破
EPFL的Yang Liu博士和Tobias Kippenberg教授领导的团队成功制造出首台芯片集成的掺铒波导激光器，性能接近光纤激光器，同时具备宽波长可调谐性和芯片级光子集成的实用性。该研究发表在《自然·光子学》上。
三、技术细节
研究人员采用先进制造工艺，在超低损耗氮化硅光子集成电路上构建了一米长的片上光腔。通过集成微孔谐振器，有效延长光路而不增大物理尺寸。电路中植入高浓度铒离子，与III-V族半导体泵浦激光器集成，激发铒离子产生激光。
3.1创新设计
设计了基于微孔的Vernier过滤器，实现激光波长的大范围动态调整，支持稳定的单模激光，线宽仅50 Hz，边模抑制功能显著，确保高精度应用的稳定输出。
3.2性能优势
输出功率超过10 mW，侧模抑制比超过70 dB，线宽非常窄，适用于传感、陀螺仪、激光雷达和光学频率计量等相干应用。在C波段和L波段内具有40 nm的宽波长可调谐性，超越传统光纤激光器。
四、应用前景
芯片级铒光纤激光器的微型化和集成化降低了成本，适用于电信、医疗诊断和消费电子产品的便携式高度集成系统，同时推动了激光设备、微波光子学、光频合成和自由空间通信等技术的发展。
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麻省理工学院突破光学原子钟小型化瓶颈：集成螺旋腔激光器实现芯片级原子询问
美国麻省理工学院林肯实验室WilliamLoh与RobertMcConnell团队在《NaturePhotonics》（2025年19卷3期）发表重大研究成果，成功实现基于集成超高品质因子螺旋腔激光器的光学原子钟原子询问，为光学原子钟走出实验室、实现真正便携化铺平了道路。这一突破标志着光学原子钟向全集成、可大规模制造的先进时钟系统迈出关键一步，有望彻底改变导航、大地测量和基础物理研究等领域的时间测量技术格局。
2026-04-08
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手机长焦增距镜无焦光学系统MTF测试的空间频率换算研究
在手机成像技术向高倍长焦方向快速发展的背景下，手机长焦增距镜作为提升手机长焦拍摄能力的核心无焦光学器件，其成像质量的精准评价成为光学检测领域的重要课题。光学传递函数（MTF）是衡量光学系统成像质量的核心指标，而手机长焦增距镜属于望远镜类无焦光学系统，其MTF测试采用的角频率单位与常规无限-有限共轭光学系统的线频率单位存在本质差异。为实现两类单位的精准转换、保证MTF测试结果的有效性与实际应用价值，本文从无焦光学系统特性与测量工具出发，明确空间频率不同单位的核心属性，结合实际案例完成换算推导，梳理换算关键要点，为手机长焦增距镜的MTF检测及光学性能评价提供严谨的技术参考。
2026-04-08
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非线性光学晶体：现代激光技术的核心功能材料
非线性光学晶体作为实现激光频率转换、光束调控及光场非线性效应的关键功能材料，突破了传统激光器件输出波长受限的技术瓶颈，是支撑紫外/深紫外激光、中红外激光、超快激光及量子光源等先进激光系统发展的核心基础部件。本文系统阐述非线性光学效应的物理机制、主流非线性光学晶体的材料特性与相位匹配技术，梳理其在科研探测、精密制造、生物医疗、光通信及国防安全等领域的典型应用，并展望该类材料未来的发展方向，为相关领域技术研究与工程应用提供参考。
2026-04-08
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波前像差、点扩散函数（PSF）与调制传递函数（MTF）的关联解析
在光学成像领域，波前像差（WavefrontAberration）、点扩散函数（PointSpreadFunction,PSF）与调制传递函数（ModulationTransferFunction,MTF）是描述光学系统成像质量的核心参数。三者相互关联、层层递进，共同决定了系统的最终成像效果与视觉质量，但其内在联系常令初学者困惑。本文将从概念本质出发，系统解析三者的关联逻辑，结合具体实例深化理解，为相关领域的学习与应用提供清晰指引。
2026-04-07
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非硅特种材料精密划片工艺技术方案
在半导体封装、光学器件、电子元器件等高端制造领域，蓝宝石、玻璃、陶瓷等非硅特种材料的应用日益广泛。此类材料物理特性与传统硅片差异显著，常规硅片划片工艺无法直接适配，易出现崩边、裂纹、刀具损耗大、良品率偏低等问题。结合材料特性与实际量产经验，针对蓝宝石、玻璃、陶瓷三大类核心材料，形成专业化精密划片工艺解决方案。
2026-04-07
