要理解空芯光纤，我们得先明白传统光纤为何重要。高锟先生因发明光纤获得诺贝尔奖，因为光纤是光信息和光能量远距离传输的核心载体，它开启了光通信和信息时代的大门。传统光纤的本质是纯度的玻璃丝，利用“全反射”原理将光约束在实芯的玻璃纤芯中传输。其最关键的性能指标是损耗，损耗越低，光能传得越远。目前传统石英光纤损耗已接近其材料理论极限，约在0.14dB/km（在1.5微米波段附近）。图1传统光纤损耗曲线这个极限从何而来？材料本身有固有缺陷：短波长端受散射效应限制，长波长端受材料吸收限制...

封面描绘了中红外带间级联激光器（ICL）的工作特点。基于高质量二类超晶格/量子阱材料的分子束外延生长，以及二类量子阱人工微结构的W形半导体能带设计，可实现注入电子的带间跃迁和级联发光。脊条型激光器采用上下对称性波导结构，实现了激光在两个端面的发射。ICL是一类高效的中红外激光器，在痕量气体检测、工业过程控制、呼出气体健康监测等场景中有重要应用。研究背景基于III-V族半导体的二类超晶格（Type-IIsuperlattices）是通过能带工程设计的一类人工微结构半导体材料，由...

封面图以中红外激光光束为核心元素，右侧为传统法布里-珀罗（FP）激光器的发散光束（双瓣状，象征高阶模混合），左侧为集成多模干涉（MMI）耦合器的激光器输出的准直基模光束（单瓣状，接近衍射极限）。封面图直观对比了传统FP激光器与集成MMI耦合器的带间级联激光器（ICL）的光束质量差异，突出MMI通过自映像效应抑制高阶模、优化光束质量的原理，衍射极限光束象征研究目标——实现高功率与高光束质量的协同输出，为自由空间通信等应用提供理想光源。研究背景中红外（3-4μm）激光在气体检测、...

1背景介绍封面展示了拉曼激光器工作的基本原理及基于块状晶体、光纤和片上光波导三种平台的拉曼激光产生。拉曼介质内的微观粒子受外部激光辐照产生振动形成光学声子，并向外辐射出波长红移的斯托克斯光子，从而实现波长转换。在过去数十年的发展中，基于粒子数反转的激光器发展迅速，目前已能实现万瓦级连续波及峰值功率拍瓦级脉冲激光输出，但输出波长仍受到增益介质能级结构的限制，如气体激光器输出波长通常为633nm（He-Ne）或10μm附近（CO2），基于镱（Yb）、钕（Nd）、铒（Er）、铥（T...

封面展示了GaAs基高功率边发射半导体激光器泵浦固体、气体和光纤激光器的场景。半导体激光器中的电子和空穴在量子阱结构内高效复合产生光子，经谐振腔完成光模场调控，实现高功率、高效率、高亮度的激光输出。工业化芯片制备、高效率波导设计、模式调控和片上光栅等技术创新推动半导体激光器在功率、电光效率、光束质量及光谱调控等方面不断突破极限，为当代高能激光技术提供核心驱动力。一、引言GaAs基高功率边发射半导体激光器作为光纤激光器、固体激光器、碱金属蒸气激光器等激光系统的核心器件，其发展始...

封面展示了双色激光聚焦形成的等离子体光丝，光丝内正负带电粒子的微观运动轨迹被艺术化为星云，它们既在双色激光场与等离子体环境中各自独立运动又彼此相互影响。这个高度非线性过程激发了与带电粒子运动关联的太赫兹辐射，也为揭示其机理、精准调控其参数提供了有效途径与技术手段。1、背景介绍太赫兹辐射在电磁波谱中介于传统光学的中红外波段与传统电子学的微波波段之间，具有单光子能量低、穿透性好的特点，且覆盖了化合物和生物大分子振动和转动在内的许多物理过程的特征频率，因而在材料科学、生物、医学、通...

封面展示了利用等离子体衍射技术研究飞秒激光成丝内部不对称性的实验场景。钛宝石飞秒激光在空气中聚焦产生光丝，另一束探测光穿过光丝中的等离子体，其波前会记录下等离子体的分布情况。由此产生的弯曲衍射条纹表征了光丝内部等离子体的非对称分布。这种非对称分布源于飞秒激光光斑本身的不对称性，而这一特性又会进一步引起超连续辐射的空间非对称分布。1、背景介绍飞秒激光成丝技术因其独特的物理特性，被广泛应用于诸多领域，如激光雷达、光丝引雷、自由空间激光通信、空气激光、太赫兹波产生、脉冲压缩等。光丝...

封面解读：封面展示了近红外飞秒激光的作用场景：激光经透镜聚焦于掺有纳米金颗粒的液体后，在聚焦区域附近通过克尔自聚焦与等离子体的共同作用形成光丝，并辐射出宽带超连续谱。局部金色高亮区域代表纳米金颗粒表面等离子体对局域场的增强效应，密集的气泡象征光丝诱导产生的冲击波以及后续的微气泡动力学过程。该封面旨在直观呈现“超连续谱驱动的共振增强”策略，即利用光丝自身产生的宽带谱与纳米金颗粒形成共振耦合，在不显著吸收基波的前提下显著提升介质的非线性折射率。这一过程能有效延长光丝长度、拓宽谱带...