单层过渡金属二硫化物（TMDs）在六角布里渊区具有位于K+和K-点的两个不相等但能量简并的谷，分别可被左旋圆偏振光和右圆偏振光选择性激发。其空间反演对称性破缺和强的自旋-轨道相互作用导致了自旋-谷锁定效应并为探索自旋电子和谷电子学的应用提供了一个极有吸引力的研究平台。MoS2是被研究最多的单层TMDs之一，以往的研究表明其电子的自旋-谷寿命在低温5K下可达纳秒量级，但当施加横向磁场（弱至几十毫特斯拉）时...

    高维量子纠缠系统凭借其更大的希尔伯特空间，在提升通信容量、抗干扰性和实现复杂量子任务方面具有独特优势。然而，传统光学元件难以稳定实现高维纠缠态的高效制备，同时尺寸庞大，扩展困难，限制了其在量子信息中的发展和应用。近年来，超构表面(metasurface)技术的发展为多自由度光场操控提供了全新平台，也为紧凑型高维量子态的制备与应用带来了新的思路。尽管已有工作利用超构表面实现了纠缠光源的构建、量子态...

    观察和记录瞬态事件对于理解其基本物理原理以及实现对相关过程的控制至关重要，例如惯性约束聚变、激光与材料的相互作用、等离子体物理以及激光手术等。为了深入探究这些瞬态过程的内在机制，需要发展具备高时空分辨率的超快成像技术。尽管高速相机能够以每秒百万帧的速率记录动态过程，满足微秒量级时间尺度的观测需求，但由于芯片读出速度的限制，难以捕捉更短时间尺度上的动态场景。相比之下，分幅成像技术通过时...

    1665年，荷兰科学家惠更斯首次发现了同步现象，即著名的惠更斯钟摆实验：两个悬挂在同一木棍上的钟摆，尽管初始频率不同，但最终会以相同的频率摆动。如果两个钟摆的初始频率差过大，则无法同步。1961年，前苏联数学家阿诺德（Arnold）发现，增加两个频率的耦合强度可以线性扩展同步区间，这一规律在参量空间中呈现出舌头形状（逐渐变宽），被称为阿诺德舌头。目前，所有同步系统均遵循这一规律。     华...

    近日，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室、精密光谱科学与技术高等研究院曾和平教授与闫明研究员团队在三维成像领域取得进展。研究团队提出了一种新型的时域立体成像（TDS）技术。该技术基于时空对偶性原理，结合飞秒电光梳和非线性光学采样，成功实现了长距离、大动态范围的高精度实时三维成像测量，为表面计量学、机械动力学和精密制造等应用提供了一种通用工具。相关研究成果以“High-precision time...

    近日，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室、精密光谱科学与技术高等研究院倪宏程、吴健科研团队在光动量传递方面取得了突破性进展。科研团队建立了涵盖任意参与光子数的光动量传递统一理论框架，在理论与实验上同时证实：在原子光电离过程中，每多吸收一个光子，光电子平均获得两份光子动量，而原子核则获得反向反冲动量。这一发现打破了传统“单光子→单份动量”的认知，为光与物质相互作用提供了全新的...

在量子物理研究中，分波作为描述粒子散射与辐射过程的基本概念，对理解微观粒子的动力学行为至关重要。相比于极紫外光源单光子或者双光子激发的相对单一的分波分辨测量，在非微扰的多光子相互作用中，由于复杂的多路径量子干涉，完整提取分波的振幅和相位信息仍存在极大挑战。针对这一难题，吴健教授和潘晟哲副研究员团队提出了一种解耦多光子过程产生的连续态电子分波的普适方法：通过构造正交双色激光脉冲，利用角量子数与磁量子...

莫尔超晶格是由两个相同的周期晶格在一定转角下叠加而成。在电子学领域，扭曲的二维材料如石墨烯等，通过转动莫尔角调整层间耦合及电子能带结构，从而实现不寻常的超导等效应。在光子学领域，具有莫尔超晶格的微纳光子结构也在高品质因子获取、虹彩效应、热传递调控和自发辐射增强等领域崭露头角。元激发作为一种基础的物态现象，其研究具有重要的科学意义。物理学家长期以来一直在努力寻求不同物态元激发的产生和操控方法。近些年...

    光频梳具有独特的时频特性，为高精度频率计量和高分辨率宽带光谱测量提供了新的技术手段。尽管非线性光子学芯片已广泛应用于光频梳光谱拓展，但是高相干光频梳光谱仍然局限在近红外区域，仍然难以满足紫外到可见光区域的精密测量应用需求。目前，三阶非线性频率变换技术得到了长足发展，但仍然会受到转换效率和光谱范围的限制，往往需要高功率泵浦激光脉冲器来驱动光谱展宽。与三阶效应相比，二次非线性效应可以在较...

中红外波段由于自身独特的性质，在包括GF安全、医疗、工业、食品以及环境监测等在内的众多领域有着广泛的应用前景。当前，量子级联激光器是中红外相干光获取的重要途径，在宽调谐范围和高功率输出方面性能卓越，但通常工作在连续模式下，实现超短脉冲制备仍具挑战。近年来，氟化物光纤激光器在中红外锁模脉冲产生方面取得长足进步，通过选取不同的增益介质可以获得不同波长的中红外输出，但亟待解决增益带宽受限和材料稳定性问题。...

中红外光谱分析技术是物质表征与鉴定的有效手段，在生物、医学、材料与环境等领域具有广泛应用。特别在许多低照度应用场景中，例如远距离污染监测、无损伤文物鉴定和低光毒性细胞观测等，迫切需要高灵敏的中红外光谱探测技术。然而，传统中红外光谱仪中通常采用窄带隙红外探测器，受内禀暗电流和环境热噪声的影响，导致探测灵敏度受限。因此，实现室温条件下逼近单光子水平的超灵敏中红外光谱探测颇具挑战。近年来，单像素计算光谱...

连续谱中的束缚态(BIC)是一种叠加在连续背景谱上的理想局域模式，它具有无穷大的品质因子(Q因子)。在实际应用过程中，人们通常需要将它转换成Q因子有限大的准BIC才能被外界激励源所激发。伴随着高Q准BICs出现的同时，结构在共振波长处出现强烈的光场局域。因此，高Q准BICs被广泛用来促进提升光与物质的相互作用，比如激光器，非线性谐波增强，强耦合等。根据形成的物理机理，BICs可以分为对称性保护BICs, 偶然性BICs, FW-BICs以及...

太赫兹波是位于红外和微波之间，频率为0.1~10THz的电磁波波段。由于太赫兹独特的电磁学特性，太赫兹技术在天体物理学、生物医学、无损检测、无线通信、爆炸物检测和GF安全等领域具有广阔的应用前景，被誉为“改变未来的十大技术” 之一。高灵敏太赫兹探测器是太赫兹领域的关键核心技术，实现室温太赫兹单光子探测器将对太赫兹技术产生颠覆性影响。在太赫兹频段,由于单光子能量较低, 具有高灵敏高响应的材料和器件十分匮乏。尽管太...

单次多幅超快光学成像，作为一种成像速度可以超过十亿帧/秒的探测技术，已经被广泛应用于一些不可逆或难以重复超快动态场景的实时可视化，是人类理解各种瞬态物理、化学和生物现象的关键技术。其中，压缩超快成像（CUP）技术通过结合压缩感知原理与条纹成像技术成功将成像速度突破至百万亿帧/秒的量级，成为单次多幅超快光学成像领域不可替代的有力工具。然而，该技术工作在连续时序偏转模式下，通常是几十至数百帧的动态场景被压...

中红外成像可获取目标辐射温度与化学成分等独特信息，在生物医学、材料科学及环境监测等领域具有广泛应用。长期以来，发展大视场、高分辨、高灵敏的中红外成像技术都是红外测控领域追求的目标，为满足高通量、低照度等极端场景的应用需求提供关键支撑。目前，中红外探测与成像器件受限于使用的窄带隙半导体材料，通常需要低温制冷抑制较为严重的暗电流与背景噪声，实现室温下高灵敏中红外成像仍颇具挑战。在此背景下，上转换探测技...