【学术报告】曾理江：计量用全息光栅
光栅尺被广泛用于精密位移测量。光栅尺制作过程中要考虑哪些关键问题呢?如何控制光栅槽形和光栅周期，制作高精度光栅尺?光栅槽形误差是否会引入位移测量误差?如何标定光栅尺的周期均匀性?如何在曝光场口径有限情况下，扩展光栅尺寸?在二维光栅上如何排布多个零位标记?光栅与角锥棱镜结合又能演绎出什么样的故事?欢迎参与讨论！
光栅尺被广泛用于精密位移测量。光栅尺制作过程中要考虑哪些关键问题呢?如何控制光栅槽形和光栅周期，制作高精度光栅尺?光栅槽形误差是否会引入位移测量误差?如何标定光栅尺的周期均匀性?如何在曝光场口径有限情况下，扩展光栅尺寸?在二维光栅上如何排布多个零位标记?光栅与角锥棱镜结合又能演绎出什么样的故事?欢迎参与讨论！
自从梅曼发明第一台激光器以来，激光技术实现了迅速的发展，特别是超短脉冲激光技术的不断进步，推动了超快科学研究的迅速发展。21世纪初阿秒(10^-18s)光源的出现使超快科学研究深入到了电子超快运动层面，首次使“看清”电子的运动成为了可能，阿秒激光产生方法也获得了2023年诺贝尔物理学奖。本报告将介绍超短超强激光的发展及相关应用，也将介绍我们在飞秒(10^-15s)和阿秒激光方面的一些工作。
量子照明是一种能提升光雷达探测信噪比的技术，主要依赖于“关联探测”，但这种方式有局限，因为探测器容易被环境声饱和。为了克服这些问题，我们设计了一种新的量子光雷达，叫“量子诱导相干光雷达”，能够在噪声很大的环境中也精准测距和成像。我们先产生一对“纠缠光束”。其中一束用于照射物体，另一東保留在本地，作为参考光。反射回来的光不会直接被探测，而是通过一种“路径擦除”的处理，让参考光出现干涉条纹。我们只需要调节参考光的路径，就可以清晰地测量出物体的距离和形状。而且，因为环境中的其他光不会进入探测器，不会对探测效果造成影响。我们还用LED和激光来模拟各种噪声，实验表明这种量子光雷达具有很强的抗噪能力。
飞秒激光驱动的双光子聚合光刻(Two-photon Polymerization Lithography,TPL)技术，代表了纳米制造与纳米光子学设计的革命性突破。该方法能够精确构建具有复杂三维结构和纳米级分辨率的光子器件，为新一代光子系统提供了前所未有的自由度，尤其在大带宽、高度可定制色散，以及低成本大规模平面光子器件方面展现出巨大潜力。当前的光学防伪技术已逐渐落后，传统的防伪标签和防伪方式日益面临被破解的风险。为提升光学信息安全性，我们开发了基于双光子3D光刻的纳米光子器件，可生成高维结构光，实现更高级别的光学防伪应用。通过精确调控高维结构光束在空间的产生和传播TPL技术有望升级信息安全防护，为光通信、信息加密等前沿应用领域提供高安全性多功能的光子解决方案。
本次的报告将介绍能够在量子材料中实现物性“按需提供”的技术。借助于这些技术，新奇的量子相能够被外部信号激活并控制，从而成就在需要时可以随时调节的主动量子器件，为信息技术和光电子学领域带来新的可能性。
本报告将重点介绍冷冻电镜在分析锂离子电池失效机制的相关应用和成果，包括冷冻聚焦离子束-扫描电子显微镜(cryo-FIB-SEM)和冷冻透射电子显微镜(cryo-TEM)，以便进一步了解冷冻电镜在解析电池工作机理和指导材料结构设计等方面所发挥的优势和作用。报告人将重点介绍冷冻电镜在石墨、硅、金属锂负极界面演变与恶化和全固态电池中固-固界面等方面的应用与成果。冷冻电镜技术的发展将有助于解析电池材料与界面结构，了解电池运行和失效机制，从而促进高比能和高安全性电池的发展。
基于自动微分框架构建的光学模拟，能够通过反向传播高效、准确地计算光学参数的梯度。借助深度学习算法与GPU并行加速，相比传统光学设计方法，可微分光学设计展现出“优化性能更强、优化过程更稳定、收敛速度更快”等诸多优势。此外，精确模拟相机传感器捕捉的图像，并将其传递给后端神经网络处理，能够实现光学系统与神经网络的端到端协同优化，从而突破传统成像系统的物理限制。
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