以下是具体的操作步骤和原理：

一、准备条件

· 光源：单色光（因为波片的相位延迟量对波长敏感）。

· 起偏器：一个偏振片，用于产生线偏振光。

· 1/4波片：其快慢轴方向已知（通常有标记）。

· 检偏器：另一个偏振片，用于验证结果。

二、操作步骤

1. 产生线偏振光：让光束通过起偏器，此时光变为线偏振光。

2. 确定光轴方向：将1/4波片的光轴（快轴或慢轴）置于与起偏器透光轴成 45° 或 -45° 的位置。呈欣光电的实验经验表明，这个角度的对准精度，直接决定圆偏振光的纯度。

3. 让光通过波片：使步骤1产生的线偏振光垂直通过1/4波片。

4. 验证（可选）：用检偏器检查出射光。旋转检偏器时，若光强始终不变，则证明成功产生了圆偏振光。

三、原理简述

线偏振光可以分解为两个分别沿波片快轴和慢轴方向的、振幅相等的分量（因为45°角）。

· 波片的作用是使这两个分量之间产生 90° （即1/4波长）的相位差。

· 当两者振幅相等且相位差为90°时，合成矢量的端点轨迹就是一个圆，即圆偏振光。

常见误差与原因：

测试中的现象及可能原因，解决方法：

旋转检偏器，光强有强弱变化（未完全消光）： 1. 线偏振光方向与波片光轴夹角不是严格的45°   2. 波片波长不匹配 1. 精确旋转至45°   2. 使用与光源波长匹配的波片。

旋转检偏器，出现完全消光， 系统实际上输出的是线偏振光，检查是否忘记放置波片，或波片光轴与偏振方向成0°/90°。

出射光强很弱 1. 波片或偏振片未对准光路   2. 光源本身偏振度低 1. 调节元件使光束正入射   2. 使用偏振度更高的光源

四、总结：

· 核心条件：线偏振光 + 1/4波片 + 夹角45°。

· 关键验证：旋转检偏器无消光且光强恒定。

高功率少周期超快激光是驱动高次谐波产生、实现孤立阿秒脉冲输出以及激发极紫外与X射线辐射的核心光源，在超快科学、精密测量及先进成像等前沿领域具有重要应用前景。为提升信噪比与光子通量，驱动光源需同时具备少周期脉宽和高平均功率的特性。尽管高功率掺Yb激光器可实现数百瓦量级的平均功率输出，但其增益带宽有限，输出脉宽通常处于数百飞秒至皮秒量级，难以直接满足少周期需求。基于自相位调制（SPM）的非线性脉冲压缩技术，特别是多通腔（MPC）方案，因其高传输效率、优异光束质量及良好的能量扩展能力，成为突破脉宽限制的关键手段。然而，当光谱展宽足以支持转换极限脉宽低于30飞秒时，色散效应会迅速导致脉冲展宽与峰值功率下降，进而抑制光谱进一步拓宽，产生饱和效应，使少周期量级的非线性脉冲压缩难以实现。

针对这一难题，本研究提出并演示了一种基于色散工程折叠MPC（dispersion-engineered folded MPC）的非线性脉冲压缩装置。该装置通过附加平面镜的多次反射实现光路折叠，结构紧凑，占地面积仅为0.55 m × 0.15 m。尤为重要的是，团队将其中一面平面镜替换为市售啁啾镜，其规格依据三维仿真模型精确选取，从而在不依赖高度定制器件的条件下，实现了精准的色散管理。在该折叠MPC中，非线性传输过程中色散对脉冲演化的影响被基本消除，脉宽保持稳定，SPM主导的光谱展宽得以持续进行，有效克服了饱和效应，为少周期脉冲压缩奠定了基础。色散工程折叠MPC装置和等效光路如下图所示。

经色散工程折叠MPC展宽光谱后，仅通过单片啁啾镜的补偿，输出脉宽便由47飞秒压缩至10.7飞秒，压缩比达4.4倍，传输效率超过90%，且光束质量保持优异（M²≈1.3）。为进一步揭示色散工程在非线性过程中的作用，研究团队还将其中的啁啾镜替换为普通超快平面反射镜，并对比了不同往返次数下有无色散工程的实验与仿真结果，如图2所示。数值模拟基于分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程（NLSE），实验与仿真在光谱展宽及脉冲演化方面均高度吻合，验证了该模型在设计色散工程MPC中的可靠性。对比显示，在无色散工程的MPC中，后半程的光谱展宽明显趋于饱和，傅里叶变换极限（FTL）脉宽也基本不再变化；而引入色散工程后，光谱持续大幅展宽，FTL脉宽随往返次数增加不断缩短，最终达到少周期量级。两者差异根源于脉冲演化过程：无色散管理时，脉冲迅速拉伸至200飞秒以上，严重削弱SPM效率；而在色散工程设计中，脉冲传播保持稳定，SPM效应持续有效，从而突破了饱和限制。该色散工程折叠MPC在能量拓展方面同样具备结构优势，未来有望成为高功率少周期超快激光光源的重要技术路径，推动阿秒科学和极紫外光源等领域的进一步发展。

相关链接：http://doi.org/10.1364/OL.608800

目前，其应用主要围绕以下四大关键技术展开：

一、梯度折射率（GRIN）透镜：微型化的“光线弯曲器”

这是目前内窥镜微型化的核心技术。它不依赖传统曲面，而是通过材料内部折射率的渐变来弯曲光线。

1.1、核心优势：单根GRIN透镜棒（直径可小至0.5mm）就能实现聚焦、成像等多种功能，将系统长度缩短50%以上，是实现胶囊内镜和超细探头的关键。

1.2 尖端应用：结合波前整形技术，一根直径0.5mm的GRIN透镜甚至能实现长度超过1米的显微内窥成像，这对深入体内探测意义重大。

二、超构表面（Meta-optics）：技术构建的“平面魔法”

这是利用纳米结构阵列操控光的前沿技术，厚度仅波长量级。

2.1、告别像差：变焦超构透镜能在一张“平面”上同时校正多种像差，解决了传统镜头边缘画质下降的痛点。在扫描光纤内窥镜中，它将边缘分辨率下降从超过50%改善到仅13%，实现了全视野均匀的3μm高清成像。

2.2、 智能诊断：与AI算法结合后，能实现对深层组织的实时高分辨成像，辅助医生即时识别恶性组织。

三、多模态成像探头：从“看见”到“看清”

微透镜不仅用于成像，还被整合到超声、OCT（光学相干断层扫描）等探头中，提供更丰富的诊断信息。

3.1、光声/超声融合：通过在同轴结构中集成“微胶透镜”，实现了血管内的超声和光学同步成像。这能同时提供组织结构（超声）和成分信息（如斑块性质），对识别易损斑块至关重要。

3.2、 OCT内窥：利用微透镜组和MEMS微镜，OCT探头可以直径仅2.35mm，实现类似超声的实时、高分辨率“光学活检”，清晰分辨皮肤、指甲等浅表组织层次。

四、核心加工与性能要求

由于与人体直接接触，内窥微透镜有着极高的制造标准。关键指标、 典型要求、意义与价值汇总如下：

极致尺寸： 直径可小至0.3-0.5mm，偏心误差< 0.005mm 让内窥镜做得更细，减少患者痛苦，能进入更深的病灶。

超高精度： 面形精度优于λ/10，表面光洁度10-5 确保成像清晰无畸变，实现接近衍射极限的分辨率（>150 lp/mm）。

坚固耐用： 耐受300℃高压蒸汽灭菌循环， 满足医疗器械严格的复用灭菌要求，保障使用安全。

高效增透 ：可见光波段反射率< 0.2% ，最大限度提高光能利用率，在极暗的体内环境中获得明亮图像。

这些技术的进步，正推动着从早期癌症筛查（如胃肠道、肺支气管）到微创手术（如腹腔镜、关节镜）的精准化。目前，高端微型镜片技术（如GRIN材料）仍有一定壁垒，呈欣光电也参与到这类微型光学元件的国产化工艺研究当中，其国产化也正在快速发展中。

（一）、 双折射大小适中，适配光纤通信分光需求

YVO₄在 1310/1550nm 通信波段双折射 Δn≈0.196，足够在薄晶片上实现 o 光、e 光明显横向偏移；

对比：

·方解石 Δn 略小、易潮解、硬度低不耐装配应力，长期封装可靠性差；

·金红石 Δn 更大但价格极高、长晶难度大，大批量器件没有成本优势。

（二）、  理化稳定性优异，适合密封封装长期工作。

·完全不潮解，无需防潮密封特殊处理，对比方解石不易风化、脱膜、开裂；

·莫氏硬度≈5，易精密研磨抛光、端面镀膜良率高，崩边报废率低；

·热稳定性较好，光模块高低温循环下分光角度漂移小，隔离指标稳定。

（三）、人工量产成熟，一致性好、成本可控。

YVO₄提拉法生长工艺成熟，大尺寸毛坯供货充足，楔角厚度、角度批量一致性高，适合隔离器大规模工业化生产，是电信级器件性价比最优方案。呈欣光电在偏振晶体加工过程中，同样十分看重晶片角度与厚度的批量一致性指标。

（四）、负单轴特性匹配隔离器光路构型。

YVO₄为负单轴晶体，垂直光轴切割后 o 光折射率＞e 光，折射偏移方向固定，光路工程师可标准化计算偏移量、匹配法拉第旋光片合束设计。

（五）、损伤阈值满足光模块功率等级。

常规通信光功率下 LIDT 足够，可匹配连续光、小功率脉冲光应用，满足激光器反射抑制要求。

二、13°、15° 常用楔角设计原理

（一）、隔离器基础光路结构（偏振相关型隔离器）

典型结构：

入射准直光纤 → 第一片 YVO₄楔片 → 法拉第旋转片（45° 旋光）→ 第二片 YVO₄楔片 → 出射准直光纤

正向通光过程

1. 入射线偏振光进入第一块倾斜楔角 YVO₄，因双折射分解为 o 光、e 光，两束光产生固定横向位移；

2. 法拉第晶体将两束光偏振方向统一旋转 45°；

3. 第二块 YVO 楔角方向反向配置，精准补偿两束光偏移量，o/e 光重新重合，耦合进输出光纤，正向低损耗导通。

反向回光阻断核心

反射光反向传输时，法拉第旋光具有非互易性，偏振再次旋转 45° 后总旋转 90°；

两束偏振光经过两片 YVO 楔片后偏移不断叠加、无法重新重合，光斑偏离光纤芯径，反向光无法耦合输出，实现隔离。

（二）、楔角角度的作用：控制 o/e 光横向偏移量

楔角越大，相同厚度晶体下 o、e 光折射偏移间距越大；偏移量必须匹配准直光斑口径、光纤模场直径，保证正向合束、反向彻底失配。

·15° 楔角：产生更大分光偏移，隔离度更高，多用于常规 1550nm 单级隔离器、普通 PON、数据通信光模块，通用性最强；

·13° 楔角：偏移量偏小，插入损耗更低，适合对插损敏感、小模场、窄带、低功耗高端光器件，优化回波损耗与插入损耗平衡。

（三）、 角度不能随意做大 / 做小的约束

1. 楔角过小：o/e 偏移不足，反向光无法完全分开，隔离度指标不合格；

2. 楔角过大：分光间距过大，正向合束余量不足，插入损耗急剧上升，工艺装配容错率变差；

3. 13°、15° 是行业长期迭代得出的插损–隔离度–工艺容差平衡点，形成通用标准化规格，上下游镀膜、切割、组装全部适配。实际生产中，楔角角度的加工偏差，也是呈欣光电检测环节重点管控的项目。

（四）、 配套切割取向前提

YVO 楔片统一采用垂直 c 轴（光轴）切割，此时双折射差值最大，相同楔角下分光效率最高，是角度设计的基础前提。

在血管成形术等微创手术中，医生会通过微小切口将手术器械送入人体，并使用实时X光图像观察手术过程。但X光图像只有二维信息，医生很难准确判断器械在人体内的具体位置和朝向。为了定位手术器械，临床医生有时需要手动将X光图像与患者术前的三维医学图像进行对齐。现有用于简化这一过程的AI工具，在不同患者身上进行图像对齐时表现并不稳定，难以真正用于临床实践。

xvr并不试图训练一个适用于所有患者的模型，而是针对具体患者进行个性化适配。它首先利用患者术前的CT或MRI数据，从不同角度生成大量模拟X光图像，并模拟真实X光成像的物理过程。每秒钟，系统可以生成约1000张模拟图像。xvr不是像某些生成式AI那样凭空生成数据，其物理模拟完全基于患者本人的CT或MRI数据，不存在“幻觉”问题。

这些患者特异性的模拟数据可用于训练AI，将二维X光图像与三维扫描结果对应起来。但从头训练一个患者专属模型需要约12小时，为此，团队利用2000多名患者的三维医学扫描数据预先训练AI基础模型，使其面对新患者时仅需约5分钟即可完成个性化适配，随后几秒内便能完成图像匹配。

在来自5家医院的真实数据测试中，xvr覆盖了成人和儿童患者，以及数十种骨骼和器官系统。结果显示，它在准确性和稳定性方面均优于已有的AI方法，同时运行速度足以满足急诊手术等场景的需求。

对于临床应用而言，这种快速配准可以帮助医生更准确地判断导管、内窥镜等器械在人体内的位置，降低操作过程中损伤周围组织的风险。该技术还可用于手术机器人导航。

近日，中国科学院大连化学物理研究所科研团队在量子点超快光物理研究中取得进展，揭示了胶体ZnSe量子点的超快俄歇复合机制，并基于此实现了光电发射和水合电子生成。相关研究成果发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。

研究发现，在未掺杂的普通ZnSe量子点中也可实现光电发射并驱动生成水合电子，其来源是ZnSe量子点中极快的多激子俄歇复合。团队合成了一系列不同尺寸的ZnSe量子点，并结合飞秒瞬态吸收光谱，研究了尺寸依赖的俄歇复合动力学过程。结果显示，ZnSe量子点的双激子寿命（𝜏XX）比同尺寸硒化镉（CdSe）量子点缩短近10倍。在己烷相中，𝜏XX遵循体积标度律，与量子点体积呈近似正相关，但在水相小尺寸区间该规律失效，这表明介电限域效应可调控俄歇过程。

瞬态吸收谱进一步揭示了量子点光电发射的尺寸依赖阈值特征。小尺寸量子点由于俄歇复合更快，仅需较少激子即可发生光电发射，而大尺寸量子点需要更高阶的多激子才可实现光电发射。光电发射源于ZnSe量子点中的超快多激子俄歇复合，该过程可在飞秒尺度内与热电子冷却竞争，将电子能量提升至真空能级以上并实现电子发射。研究发现，将量子点交换到水相中，光电发射产生的自由电子就会被水分子溶剂化，形成水合电子（e⁻aq），其量子产率突破3%。

该研究将超快多激子俄歇复合这一传统认知的有害过程用于无掺杂ZnSe量子点的光电发射和水合电子生成，摆脱了对Mn2+掺杂的依赖，为发展低毒、高效的水合电子源提供了新平台。该类材料有望应用于超快电子源及基于水合电子的光化学转化等相关领域。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.3827650