Spectro-temporal encoded Multiphoton Microscopy
双光子显微镜已成为生物和医学研究的宝贵工具，提供高灵敏度，分子特异性，固有的三维亚细胞分辨率和深层组织穿透。然而，就成像速度而言，机械扫描仪仍然将采集速率限制在通常每秒10-100帧。在这里，我们提出了一种高速非线性显微镜实现千赫兹帧速率采用脉冲调制，快速波长扫描激光器和惯性自由光束转向通过角色散。结合高带宽，单光子敏感探测器，我们实现了前所未有的速度每秒8800万像素的荧光寿命记录。我们展示了衍射限制，多模态，双光子荧光和荧光寿命（FLIM），显微镜和成像流式细胞术与数字可重构激光，成像系统和数据采集系统。这些前所未有的速度应该能够实现高速和高通量的图像辅助细胞分选。
2019-08-20 physics.bio-ph physics.ins-det physics.optics
Integrated structural and functional optical imaging combining spectral-domain optical coherence and multiphoton microscopy
一个集成的显微镜，结合了不同的光学技术，同时成像证明。该显微镜使光谱域光学相干显微镜的基础上光学后向散射，和多光子显微镜的双光子荧光和二次谐波产生信号的检测。这种集成显微镜的独特配置允许同时采集解剖（结构）和功能成像信息，特别强调组织工程和细胞生物学领域的应用。此外，光谱特征的当代分析可以通过区分不同的组织成分来增强对比度。
2005-12-17 physics.med-ph physics.optics
Increasing brightness in multiphoton microscopy with low-repetition-rate, wavelength-tunable femtosecond fiber laser
针对多光子显微镜对易用可调谐激光源的需求，本文开发了一种波长可调谐、低重复频率的飞秒光纤激光器，通过操纵激发束时间与光谱特性，显著提升了图像亮度与穿透深度。
2023-08-24 physics.bio-ph physics.optics
Super-resolved multimodal multiphoton microscopy with spatial frequency-modulated imaging
超分辨远场显微镜已经成为一种强有力的工具，用于研究物体的结构，其分辨率远低于光的衍射极限。迄今为止报道的几乎所有超分辨率成像技术都依赖于探针分子的真实能量状态来规避衍射极限，从而防止通过诸如谐波产生（HG）的虚拟能量状态发生的对比机制的超分辨率成像。在这里，我们报告的超分辨率技术的基础上SPatIal调频成像（SPIFI），允许超分辨非线性显微镜与任何对比机制，并与单像素检测。我们展示了生物和无机介质中双光子激发荧光（TPEF）和二次谐波产生（SHG）的多模态超分辨图像。多光子SPIFI（MP-SPIFI）提供的空间分辨率高达衍射极限以下2 $η$，其中$η$是非线性强度响应的最高功率。MP-SPIFI不仅有可能在光学薄介质中提供增强的分辨率，而且有希望在散射介质中提供深度超分辨成像-打开了$\textit{in vivo}$超分辨成像的可能性。
2015-08-14 physics.optics
Active Axial Motion Compensation in Multiphoton-Excited Fluorescence Microscopy
针对活体组织周期性运动造成的成像平面位移与像差，本文提出基于数学形状空间模型预测并由压电物镜支架实时调整焦平面的主动轴向补偿方法，并在血管体模上验证了大视场、大幅值非谐波运动补偿效果。
2024-01-19 eess.IV physics.bio-ph physics.optics
Optimal compressive multiphoton imaging at depth using single-pixel detection
压缩传感可以克服奈奎斯特准则，并记录图像与通常所需的测量数量的一小部分。然而，传统的测量基础容易受到衍射和散射的影响，这在高分辨率显微镜中很普遍。在这里，我们探索随机Morlet基础作为压缩多光子成像的最佳集合，基于其能力，以最大限度地减少空间频率的不确定性。我们实现这种方法的新开发的方法，宽视场多光子显微镜与单像素检测（TRAFIX），它允许通过混浊介质成像，无需校正。Morlet基底非常适合TRAFIX的深度，并有望提供一种快速采集和低光损伤的途径。
2019-07-04 eess.IV physics.optics
High resolution 3D imaging of diamonds with multiphoton microscopy
University of Arizona（亚利桑那大学）
本研究利用多光子显微镜实现钻石的高分辨率三维成像和光谱分析，用于研究钻石内部结构、荧光缺陷及成因条件。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.geo-ph
Continuous-Wave Multiphoton Photoemission from Plasmonic Nanostars
高度非线性的光学过程，如多光子光电发射，需要高强度，通常用超短激光脉冲实现，因此，随着皮秒激光技术的出现首次被观察到。通过诸如等离子体激元的局部光学共振提供了用于达到所需场强度的替代方法。在这里，我们展示了连续波照明下等离子体纳米结构的局部多光子光电发射。我们使用合成的等离子体激元金纳米星，它表现出尖锐的尖端与小于5纳米的结构特征，导致近场强度增强超过1000。这种大的增强有利于由简单的连续波激光二极管驱动的3光子光电发射。我们的特点的强度和偏振依赖性的光电产额从个人nanostars和合奏。数值模拟的等离子体增强，近场分布，和光电发射强度与实验符合得很好。我们的研究结果为纳米级电子源的设计开辟了一条新的途径。
2017-08-25 physics.optics
Two-photon microscopy using picosecond pulses from four-wave mixing in a Yb-doped photonic crystal fiber
提出基于掺镱光子晶体光纤四波混频的紧凑皮秒激光源，工作在790 nm，峰值功率约3.8 kW，重复频率可变，在双光子显微成像中实现与飞秒Ti:Sapphire激光器可比的荧光信号。
2025-04-02 physics.optics
Characterization of the second- and third-order nonlinear optical susceptibilities of monolayer MoS$_2$ using multiphoton microscopy
我们报告的二次和三次谐波产生在单层的MoS $_\mathrm{2}$作为一种工具，用于成像和准确地表征材料的非线性光学性能在1560 nm激发。使用表面非线性光学处理，我们推导出表达式相关的实验测量的第二和第三阶非线性片的磁化率的大小，获得值的$|χ_s^{(2)}|=2.0\times10^{-20}$ m $^2$ V $^{-1}$和第一次为单层钼$_\mathrm{2}$，$|χ_s^{(3)}|=1.7\times10^{-28}$ m $^3$ V $^{-2}$。这些片材极化率对应于$|χ_{b}^{(2)}|=2.9\times10^{-11}$ m V $^{-1}$和$|χ_{b}^{(3)}|=2.4\times10^{-19}$ m $^2$ V $^{-2}$的有效体积非线性极化率值，说明了片材厚度。还进行了MoS $_\mathrm{2}$和石墨烯之间的实验比较，证明了单层MoS $_\mathrm{2}$中的$\sim$ 3.4倍的三阶非线性，突出了该材料在电信C波段的非线性光子学的潜力。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Externally-triggerable optical pump-probe scanning tunneling microscopy with a time resolution of tens-picosecond
纳米结构的光致载流子动力学在开发先进材料的新功能方面起着至关重要的作用。光学泵浦-探测扫描隧道显微镜（OPP-STM）代表了具有纳米级空间分辨率的这种载流子动力学的真实空间成像的独特能力。然而，将超快脉冲激光器的先进技术与STM相结合以实现稳定的时间分辨测量仍然具有挑战性。最近的OPP-STM系统，其激光脉冲定时由外部触发器电控制，大大简化了这种组合，但由于纳秒时间分辨率限制了其应用。在这里，我们报告了一个外部可重复的OPP-STM系统的时间分辨率在十皮秒范围内。我们还实现了稳定的激光照射的尖端样品交界处放置一个位置可移动的非球面透镜驱动的压电致动器直接在STM平台上，并通过采用光束稳定系统。我们展示了GaAs（110）表面的OPP-STM测量，观察到载流子动力学与$\sim170$ ps的衰减时间，并揭示了本地载流子动力学的功能，包括一个台阶边缘和纳米级缺陷。稳定的OPP-STM测量与几十皮秒分辨率的电控制的激光脉冲突出了该系统的潜在能力，用于研究纳米级载体动力学的广泛的功能材料。
2023-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Efficient, broadly-tunable source of megawatt pulses for multiphoton microscopy based on self-phase modulation in argon-filled hollow-core fiber
本文提出一种基于充氩空芯光纤自相位调制的飞秒脉冲源，仅调节气压即可在850–1700 nm实现数兆瓦峰值功率输出，并在1300 nm获得960 nJ、50 fs脉冲，用于小鼠脑深部1.1 mm成像。
2024-10-01 physics.optics
Multiphoton ionization of standard optical fibers
通过多个光子的同时吸收而使原子电离已在纤维光学中得到应用，在那里它导致独特的非线性现象。迄今为止，电离制度的研究已被限制到充气空芯光纤。在这里，我们研究多光子电离的标准光纤，强烈的激光脉冲的原子构成的光纤结构本身，而不是填充气体。我们表征材料的修改产生的光学击穿。它们的形成影响激光束动力学超过数小时长的时间尺度。通过光学显微镜和X射线显微层析成像研究了损伤特征。在玻璃光子学的框架下，我们的研究结果为一种新的玻璃波导微加工技术铺平了道路。
2022-01-26 physics.optics
Virtual H&E Histology by Fiber-Based Picosecond Two-Photon Microscopy
双光子显微镜（TPM）可以提供三维形态和功能的对比在体内。通过适当的染色，TPM可以用于创建虚拟的H&E等效图像，从而可以提高基于组织学的应用中的吞吐量。我们之前报道了一种用于TPM的新光源，该光源采用紧凑且坚固的光纤放大直接调制激光器。该激光器的脉冲到脉冲波长可在1064 nm、1122 nm和1186 nm之间切换，脉冲持续时间可从50 ps到5 ns调节，重复频率可达1 MHz，峰值功率为kW。尽管脉冲持续时间较长，但与fs设置相比，它可以通过降低重复率来实现类似的cw和峰值功率电平，从而实现类似的平均信号电平。较长的脉冲导致每个脉冲的光子数更大，这通过应用快速4 GSamples/s数字化仪产生Single Shot荧光寿命测量（FLIM）。在之前的设置中，波长被限制在1064 nm或更长。在这里，我们使用非线性光子晶体光纤中的四波混频来将波长范围扩展到940 nm。该波长非常适合神经科学中的绿色荧光蛋白成像，以及用于组织学应用的染色剂，如吖啶橙（AO）、伊红黄（EY）和磺酰罗丹明101（SR 101）。在更紧凑的设置中，我们还显示了使用直接1030 nm光纤MOPA的虚拟H&E组织学成像。
2020-08-11 eess.IV physics.med-ph physics.optics
A multimodal laser-scanning nonlinear optical microscope with a rapid broadband Fourier-transform coherent Raman modality
非线性光学显微镜允许快速高分辨率显微镜与图像对比度产生的内在性质的样品。已建立的模式，如多光子激发荧光和二次/三次谐波产生，可以与其他非线性技术，如相干拉曼光谱，通常允许化学成像的一个单一的共振振动模式的样品相结合。在这里，我们利用一个单一的超快激光源，以获得宽带相干拉曼光谱的显微镜，连同其他非线性显微镜的方法在同一仪器上。我们证明，相干拉曼模态允许宽带测量（>1000 cm-1），具有高光谱分辨率（<5 cm-1），具有快速的光谱采集速率（3-12 kHz）。这使得能够以每秒>11帧的速度对>千像素图像进行拉曼高光谱成像。
2020-05-28 physics.bio-ph physics.optics
In vivo three- and four-photon fluorescence microscopy using a 1.8 $μ$m femtosecond fiber laser system
多光子显微镜使我们能够在体内成像细胞动力学。然而，用于用市售激光器成像的激发波长大多限于650-1040 nm之间。在这里，我们开发了一个飞秒光纤激光器系统，产生$\sim$ 150 fs的脉冲在1.8 $μ$ m。我们的系统从掺铒石英光纤激光器开始，其波长被转换为1.8 $μ$ m使用拉曼位移光纤。1.8 $μ$ m脉冲用两级Tm：ZBLAN光纤放大器放大。最终脉冲能量为$\sim$ 1 $μ$ J，足以用于体内成像。
2022-10-05 physics.optics
Zeptosecond Electron Pulse Train and Ultrafast Coherent Control of Quantum States via Multiphoton Inelastic Cherenkov Diffraction
本文研究激光场中电子在慢化波相位光栅上的非弹性衍射散射，揭示涉及多达10^4个光子的相干多光子交换可产生阿秒-仄秒电子脉冲，并提出实现仄秒电子脉冲及量子态超快相干控制的新机制。
2025-07-03 physics.optics
Origin and suppression of parasitic signals in Kagomé lattice hollow core fibers used for SRS microscopy and endoscopy
空芯光纤被认为是有前途的候选人，提供强烈的时间重叠皮秒脉冲的应用，如受激拉曼散射（SRS）显微镜和内窥镜，因为它们固有的低非线性相比，实芯石英光纤。在这里，我们证明，与先前的假设相反，寄生信号产生在Kagomé晶格空芯光纤。我们确定的寄生信号的起源之间的相互作用的克尔非线性的空气和频率相关的光纤损耗。重要的是，我们确定了实验参数的特殊情况下，没有寄生信号，使空芯光纤理想的候选人无噪声SRS显微镜和内窥镜。
2017-09-27 physics.optics
Multiview Scattering Scanning Imaging Confocal Microscopy through a Multimode Fiber
共聚焦和多光子显微镜是获得大量组织内的2-D切片的高对比度图像的有效技术。然而，散射限制了它们的应用深度仅高达~1毫米。多模光纤是优秀的内窥镜，可以穿透组织深处，损伤最小。在这里，我们介绍了多视图散射扫描成像共焦（MUSSIC）显微镜，它可以通过多模光纤进行高信噪比（SNR）成像，从而将共焦显微镜的光学切片和分辨率增益与多模光纤的微创渗透能力结合起来。这里提出的关键进步是通过采用多个共面虚拟针孔来捕获对象的多个视角，适当地重新移动它们并将它们组合以获得高对比度和高分辨率的共焦图像，从而实现高SNR图像重建。我们提出了MUSSIC显微镜的对比度和分辨率增益的理论，并通过实验结果验证了这一概念。
2022-02-22 eess.IV physics.optics
Laser scanning reflection-matrix microscopy for label-free in vivo imaging of a mouse brain through an intact skull
我们提出了一种激光扫描反射矩阵显微镜相结合的激光焦点的扫描和宽场映射的电场的后向散射波消除高阶像差，即使在存在强烈的多次光散射噪声。与传统的共焦激光扫描显微镜，我们记录的振幅和相位图的反射波从样品不仅在共焦针孔，但也在其他非共焦点。这些额外的测量导致我们构建一个时间分辨的反射矩阵，与样品诱导的照明和检测路径的像差分别识别和校正。我们实现了在体反射成像的有髓轴突通过一个完整的头骨的活小鼠的空间分辨率接近理想的衍射极限。此外，我们证明了近衍射限制的多光子成像通过一个完整的头骨，通过物理校正从反射矩阵确定的像差。所提出的方法有望扩大应用范围，其中生物组织内部的详细微观信息的知识是至关重要的。
2019-10-08 eess.IV physics.bio-ph physics.optics
Multiphoton-excited DUV photolithography for 3D nanofabrication
在深紫外（DUV）波段，光与物质的相互作用在许多材料中表现出发光、光致异构和聚合等多种光学效应。尽管由于短波长而具有丰富的光化学和高空间分辨率，但由于缺乏与DUV兼容的光学元件和设备，因此无法将DUV光作为常规实验室工具用于显微镜和光刻。在这里，我们提出了使用双光子激发与可见激光实现光聚合的分子与激发能相当于深紫外光。使用用于可见光的标准光学器件，用400 nm飞秒脉冲聚合甲基丙烯酸酯低聚物，而不添加任何光引发剂和敏化剂。通过在3D中扫描激光焦点，创建了一系列精细的3D结构，其最小分辨线空间特征为80 nm。我们发现双光子吸收诱导的DUV聚合是令人惊讶的有效的，并且仅需要100 kW/cm ^2量级的激光强度。随着各种成功的示范，包括有机和无机材料制成的结构，我们的直接纳米3D打印方法将是一个有价值的工具，在3D纳米制造。
2019-11-06 physics.app-ph physics.optics
Spatially-resolved multiphoton photoemission from a lateral transition metal dichalcogenide heterostructure
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
本研究采用少周期光脉冲与光电子发射显微镜，对WSe₂/MoSe₂横向异质结构的光电子发射开展时空分辨研究，提取了光电子发射非线性特性及动态结合能，为电荷载流子动力学表征提供了高分辨率技术支持。
2026-09-03 physics.optics
Direct visualization of electromagnetic wave dynamics by laser-free ultrafast electron microscopy
将飞秒（fs）激光与电子显微镜相结合，可以在实时和空间中对材料的瞬态结构和形态进行直接成像，即超快电子显微镜（UEM）。在这里，我们报告了无激光UEM的开发，该UEM提供相同的实时成像能力和高时空分辨率，但不需要昂贵的fs激光器和复杂的仪器修改。我们创建皮秒电子脉冲探测动态事件通过斩波连续束与射频（RF）驱动的脉冲发生器，其中的电子脉冲的重复率是可调的从100 MHz到12 GHz。对于样品激发，能够实现相同宽带的电磁波。作为第一个应用程序，我们研究了GHz的电磁波传播动力学的叉指梳状结构，这是RF微机电系统的基本构建块之一。一系列的泵浦-探测图像揭示了纳米空间和皮秒时间尺度上的梳齿周围的瞬态振荡电磁场，以及时间分辨的极化、振幅和非线性局部场增强。这项研究的成功证明了低成本的无激光UEM在许多研究领域，特别是与信息处理技术相关的设备中的电动力学的真实空间可视化的可行性。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Point-projection microscopy of nano-localized photoemission currents at sub-40 femtosecond time scales
飞秒点投影显微术（fs-PPM）是一种具有高时空分辨率和对局部电场敏感性的电子显微术。这使得它能够可视化复杂纳米材料中的超快载流子动力学。我们通过对银纳米线的多光子电离产生的载流子的超快动力学成像来基准测试fs-PPM技术的能力。光电子的空间电荷驱动运动在\mbox{sub-100} \，nm长度尺度上进行跟踪，而动力学则在30-100 fs时间尺度上捕获。还观察到光电子喷射后银纳米线中电子空穴的积聚，即正电荷。观察到的最快的光电子时间响应为33 fs（FWHM），这代表了仪器响应函数的上限估计，并且与基于模拟的13 fs的预期电子波包持续时间一致。
2018-03-05 physics.app-ph physics.optics
Super interference fringes of two-photon photoluminescence in individual Au nanoparticles: the critical role of the intermediate state
光与金属纳米颗粒之间的相互作用使得能够在纳米长度和超短时间尺度上研究微观现象，这得益于光场的强限制和增强。然而，这些纳米粒子的超快动力学主要是通过皮秒的多光子光致发光或飞秒的光电子发射独立研究。在这里，我们提出了双光子光致发光（TPPL）测量单个金纳米双吡咯烷（AuNP），以揭示其超快动力学的双脉冲激发的全球时间尺度从亚飞秒到几十皮秒。在几十飞秒量级的光致发光中，出现了两个数量级的光致发光增强，即超干涉条纹。功率相关的测量揭示了从1到2的转换时，脉冲间延迟从几十飞秒到几十皮秒的变化。我们证明了真实的中间态在所观察到的现象中起着关键作用，并得到了三本征态模型的数值模拟和不同直径Au纳米球的进一步实验的支持。关键参数，包括退相时间，辐射率，和不同的状态之间的耦合，已估计使用数值模拟。我们的研究结果提供了洞察贵金属纳米粒子的超快动力学中的中间态的作用。超级干涉条纹中的巨大光致发光在成像、传感和纳米光子学中具有潜在的实际应用。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Measuring ultra-short pulse widths before and after the objective with a home built autocorrelator
在多光子显微镜中，激光脉冲宽度的测量和压缩在以最小的激光功率应用优化荧光输出方面起着重要的作用。例如，在深度双光子和三光子活体显微镜中，具有最短的激光脉冲以在样品处具有最低可能的激光功率来进行有效的荧光激发是非常关键的。有几种已发表的测量群延迟色散和脉冲宽度的实验方法和技术。然而，在各个实验室或显微镜设施的活体内设置中，它们的实施和光束优化存在实际限制。在这里，我们提出了一种方法来构建一个便携式光学共线自相关器，直接探测光束后的物镜和在光路中的期望位置，以测量脉冲宽度，并优化脉冲宽度与脉冲压缩器。最后，我们证明了该方法增加了三光子显微镜的荧光激发效率。
2021-12-10 physics.optics
Two-photon light-sheet live imaging at kilohertz frame rate using birefringence-based pulse splitting
Laboratoire d’Optique et Biosciences, CNRS, INSERM, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（光学与生物科学实验室，法国国家科学研究中心，法国国家健康与医学研究院，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；ICube Research Institute, CNRS, University of Strasbourg（ICube研究所，法国国家科学研究中心，斯特拉斯堡大学）；Sorbonne Université, CNRS, Laboratoire Jean Perrin（索邦大学，法国国家科学研究中心，让·佩兰实验室）
本文提出一种紧凑型脉冲分裂方案，通过双折射晶体将激光脉冲分裂为子脉冲，实现高帧率双光子活体成像，用于观察斑马鱼胚胎和活体心脏及脑钙动态，达到150 MHz像素率。
2025-12-19 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Quantum-Probe Field Microscopy of Ultrafast Terahertz Excitations
微观场的快速演化控制着凝聚态物质中的大多数元激发，并以越来越高的频率驱动微电子电流。然而，除了标称的“射频“之外，获得当地电波形仍然是一个挑战。几种成像方案解决了亚波长场多太赫兹（THz）频率-包括扫描探针技术，电光采样或最近的超快电子显微镜。然而，对样品几何形状、采集速度和最大场的各种约束限制了应用。在这里，我们介绍了无处不在的远场显微镜的超快局部电场的基础上滴铸量子点探针。我们的方法，被称为量子探针场显微镜（QESTA），结合了可见光光子的荧光成像与相位分辨采样的电场深深的亚波长制度。我们捕捉频闪电影的本地化和传播超快太赫兹激发亚皮秒的时间分辨率。该方案采用场驱动调制的光吸收胶体量子点通过量子限制斯塔克效应，可通过远场发光。该QNDO方法是兼容强场样品激发和亚微米分辨率-引入一个路线，在操作过程中的有源纳米结构的超快场成像。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Part2: Ultra-short pulse laser patterning of very thin indium tin oxide on glass substrates
我们研究了超薄20 nm氧化铟锡（ITO）薄膜在玻璃基板上的选择性图案化，使用343，515，和1030 nm飞秒（fs），和1030 nm皮秒（ps）激光脉冲。在飞秒和皮秒的时间尺度上观察到的所有波长的烧蚀去除机制。对于飞秒激光曝光，在343 nm处的吸收阈值通量值被确定为12.5 mJ/cm 2，在515 nm处的吸收阈值通量值被确定为9.68 mJ/cm 2，在1030 nm处的吸收阈值通量值被确定为7.50 mJ/cm 2，在1030 nm处的吸收阈值通量值被确定为9.14 mJ/cm 2。使用原子力显微镜的烧蚀坑的表面分析证实，从玻璃基板上的膜的选择性去除取决于所施加的能量密度。膜去除示出主要是通过由电子爆炸力产生的超快晶格变形。采用双温模型（TTM）模拟了激光吸收和加热过程。预测的表面温度证实，低于1 J/cm 2的膜去除主要是通过非热机制。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Burst-Driven Collective Ultrafast Interactions for Confined Optical Absorption
Özyeğin University（伊兹耶金大学）；Boğaziçi University（博阿齐奇大学）；Lumos Laser A.Ş.（Lumos激光有限公司）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
本研究提出脉冲驱动集体超快相互作用机制，开发分析模型实现半导体纳米颗粒高效受限光吸收，可提升光子过程阶数，预期应用于非线性光声成像、荧光显微镜等领域。
2026-08-18 physics.optics
Multi-photon super-linear image scanning microscopy using upconversion nanoparticles
本文提出超线性图像扫描显微术（SL-ISM），利用上转换纳米颗粒的发射非线性，以单个低功率连续波近红外激光突破传统ISM两倍分辨率限制，实现约120 nm分辨率，并提出多焦点并行检测策略提升成像速度。
2024-03-20 physics.app-ph physics.optics
Attosecond charge transfer in atomic-resolution scanning tunnelling microscopy
该研究利用阿秒光波驱动的STM，通过相位控制的近红外单周期波形，实现了原子空间与阿秒时间分辨率的结合，成功观测了单个电子的量子动力学并清晰成像了单个铜吸附原子。
2025-07-14 physics.optics
Femtosecond laser carbonization of polystyrene
本研究通过多脉冲飞秒激光辐照聚苯乙烯微球及衬底，利用微球聚焦产生的高峰值强度引发多光子吸收与碳化，制备出含碳晶纳米结构的宽带激发依赖发光碳纳米材料。
2024-12-09 physics.app-ph physics.optics
Watt-level ultrafast 1.75 μm laser system based on thulium-doped core and terbium-doped cladding fluoride fibers
FiberLabs Inc.（光纤实验室有限公司）
本文提出一种基于铥掺杂核心和铽掺杂包层氟化物光纤的瓦级超快1.75微米激光系统，利用受激拉曼散射生成种子脉冲，通过多级放大器放大孤子，最终获得217 fs压缩脉冲，输出250 nJ单脉冲能量，平均功率1 W。
2026-03-16 physics.optics
Electron Imaging of Nanoscale Charge Distributions Induced by Femtosecond Light Pulses
本文研究了非导电样品在原位透射电子显微镜中的表面充电现象，通过飞秒多光子光发射后的电子光学成像，定量提取光诱导静电势并分析充电动力学，提出描述电子与光诱导过程相互作用的模型，并展示通过同步光学照明缓解样品充电的方法。
2024-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fiber-optic nonlinear wavelength converter for adaptive femtosecond biophotonics
针对超快激光缺乏可调谐光纤传输脉冲的问题，提出光纤非线性波长转换器，实现宽范围可调脉冲输出，并应用于实时活体成像。
2024-02-09 physics.optics
Ponderomotive generation and detection of attosecond free-electron pulse trains
在结构变化或化学反应过程中的原子运动动力学已经通过皮秒和飞秒脉冲电子束通过超快电子衍射和显微镜可视化。对原子、分子和固体中更快的电子动力学进行成像需要亚飞秒持续时间的电子脉冲。我们在这里演示了全光产生的阿秒自由电子脉冲串。该概念是基于脉冲电子束的周期性能量调制，通过与由两个飞秒激光脉冲在真空中以不同频率产生的光学行波的有质动力势的非弹性相互作用。随后的色散传播导致电子的压缩和超短脉冲的形成。压缩后的电子的纵向相空间演化映射的第二锁相相互作用。测量和计算谱图的比较揭示了压缩电子脉冲序列的阿秒时间结构，单个脉冲持续时间小于300 as。该技术可用于高重复率下亚光周期自由电子脉冲的剪裁和初始表征，用于亚飞秒时间分辨率的频闪时间分辨实验。
2019-05-13 physics.atom-ph physics.optics
Spectral-temporal-spatial customization via modulating multimodal nonlinear pulse propagation
本文利用可编程光纤整形器同时调控阶跃折射率多模光纤中非线性脉冲传输的空间与时间自由度，实现宽带高峰值功率的光谱-时空定制，并通过可调双光子、三光子显微成像验证其应用价值。
2023-12-06 physics.optics
Tunable supercontinuum in multimode fiber via bending-induced dispersion modification
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院生物学系）；Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School（哈佛医学院贝斯以色列女执事医疗中心）
本文提出通过弯曲诱导局部色散修改高阶模以调控超连续谱，保持空间模不变，实现宽频带可调超连续光源，同时保持光束质量。
2026-03-13 physics.optics
