期刊名：Photonics

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本期编辑荐读为您精选Photonics期刊中2025年精选的封面文章（上），希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读！

文章1：

Advances in Deep Brain Imaging with Quantum Dots: Structural, Functional, and Disease-Specific Roles

量子点在深部脑成像中的进展：结构、功能与疾病特异性作用

Connor, T.; Weerasinghe, H.; Lathia, J.; Burda, C.; Yildirim, M. Advances in Deep Brain Imaging with Quantum Dots: Structural, Functional, and Disease-Specific Roles. Photonics 2025, 12, 3.

https://doi.org/10.3390/photonics12010003

文章亮点：

(1) 突破成像深度极限： 量子点凭借其高量子产率与大吸收截面等独特光学特性，在近红外区有效减少光散射，将多光子显微镜的脑部成像深度推进至2100微米，远超传统荧光染料。

(2)实现结构与功能一体化成像： 量子点不仅能清晰呈现海马体等皮层下结构，更能以高时空分辨率追踪血流动力学响应和神经活动，为揭示大脑结构与功能动态提供了强大工具。

(3)开创诊疗一体化新范式： 量子点的优异光稳定性和生物相容性，使其在靶向药物递送、光动力治疗和图像引导手术中展现出巨大潜力，为脑瘤、阿尔茨海默病等神经疾病的诊断与治疗提供了创新平台。

文章2：

Grating Pair Wavepacket Shaper for Crafting Spatiotemporal Optical Vortices with Arbitrary Tilt Angles

光栅对波包整形器：用于产生具有任意倾斜角的时空光学涡旋

Adams, J.; Chong, A. Grating Pair Wavepacket Shaper for Crafting Spatiotemporal Optical Vortices with Arbitrary Tilt Angles. Photonics 2025, 12, 126.

https://doi.org/10.3390/photonics12020126

文章亮点：

(1) 本文提出采用光栅对装置替代传统脉冲整形器，通过控制空间啁啾和光束尺寸，结合空间光调制器，实现了对波包的灵活调控，为生成特定时空光学涡旋提供了新方案。

(2) 通过调控光束尺寸、空间啁啾和初始色散等参数，能够在特定传播距离处精确生成具有任意倾斜角的时空光学涡旋，突破了以往实验仅能在光束焦点附近产生涡旋的限制。

(3) 该方案使用常规光学元件即可实现，相比需要特殊定制光子晶体的方法更具便利性和普适性，为在长距离自由空间通信中将涡旋倾斜角作为新的编码维度提供了可能。

文章3：

Harnessing Ultra-Intense Long-Wave Infrared Lasers: New Frontiers in Fundamental and Applied Research

驾驭超强长波红外激光：基础与应用研究的新前沿

Pogorelsky, I.V.; Polyanskiy, M.N. Harnessing Ultra-Intense Long-Wave Infrared Lasers: New Frontiers in Fundamental and Applied Research. Photonics 2025, 12, 221.

https://doi.org/10.3390/photonics12030221

文章亮点：

(1) 本文基于CO?气体激光放大器与啁啾脉冲放大技术，成功开发出峰值功率达太瓦级的皮秒长波红外激光系统，并正推动脉冲持续时间进入飞秒领域，目标实现100太瓦峰值强度。

(2) 长波红外激光通过波长定标效应，显著增强了激光与物质相互作用的关键物理过程，包括降低临界等离子体密度、增强有质动力电子加热、提高单焦耳激光能量的光子产额等。

(3) 长波红外激光为激光尾波场电子加速、离子加速、逆康普顿散射X/γ射线源、太赫兹辐射产生及大气长距离能量传输等尖端应用提供了独特优势，为未来TeV级粒子对撞机等重大科学设施开辟了新路径。

文章4：

Novel Spectrum Inversion-Based Double-Sideband Modulation with Low Complexity for a Self-Coherent Detection System

基于频谱反转的新型低复杂度双边带调制方案及其在自相干检测系统中的应用

Qin, P.; Huo, J.; Bai, H.; Zhang, X.; Tao, J.; Long, K. Novel Spectrum Inversion-Based Double-Sideband Modulation with Low Complexity for a Self-Coherent Detection System. Photonics 2025, 12, 302.

https://doi.org/10.3390/photonics12040302

文章亮点：

(1) 通过频谱反转将双边带信号搬移到高频区域，在零频附近形成保护间隔，有效解决了自相干检测系统中因非理想接收机传递函数导致的性能限制问题。

(2) 与传统双单边带方案需要分别处理两个独立信号相比，所提方案通过两次频谱反转实现基带信号恢复，在保持相当系统性能的同时大幅降低了数字信号处理复杂度。

(3) 方案在三种滤波器辅助直接检测接收机中均表现出优越性能，并通过载波信号功率比和保护间隔等参数优化进一步提升了系统适应性，为成本敏感的数据中心互连场景提供了可行解决方案。

文章5：

Visualization of High-Intensity Laser–Matter Interactions in Virtual Reality and Web Browser

高强度激光-物质相互作用在虚拟现实与网页浏览器中的可视化

Matys, M.; Thistlewood, J.P.; Kecová, M.; Valenta, P.; Greplová ?áková, M.; Jirka, M.; Hadjisolomou, P.; Špádová, A.; Lama?, M.; Bulanov, S.V. Visualization of High-Intensity Laser–Matter Interactions in Virtual Reality and Web Browser. Photonics 2025, 12, 436.

https://doi.org/10.3390/photonics12050436

文章亮点：

(1) 本文开发了基于WebGL和WebXR的虚拟光束线应用，可在标准网页浏览器中运行，支持非VR模式和完全沉浸式VR模式，为高强度激光-物质相互作用模拟提供了交互式科学可视化平台。

(2) 通过交互式3D可视化克服了传统2D表示的局限性，支持点粒子、1D线、2D纹理和3D体积四种主要数据类型的处理和渲染，实现了对复杂等离子体动力学的空间理解和实时参数操控。

(3) 平台已成功应用于离子加速、电子加速、γ闪光产生、正负电子对产生和阿秒螺旋脉冲生成等多个高强度激光物理场景，可视化资源在线托管并免费开放，为科学研究和公众科普提供了有力工具。

文章6：

High-Performance NIR Laser-Beam Shaping and Materials Processing at 350 W with a Spatial Light Modulator

基于空间光调制器实现350瓦高性能近红外激光光束整形与材料加工

Zuo, S.; Wang, S.; Pulham, C.; Tang, Y.; Perrie, W.; Allegre, O.J.; Tang, Y.; Sharp, M.; Leach, J.; Whitehead, D.J.; et al. High-Performance NIR Laser-Beam Shaping and Materials Processing at 350 W with a Spatial Light Modulator. Photonics 2025, 12, 544.

https://doi.org/10.3390/photonics12060544

文章亮点：

(1) 突破性器件性能：新型空间光调制器在平均功率300W时实现η = 0.98±0.01的一阶衍射效率，在383W功率下仍保持Δφ > 2π的相位范围，功率处理能力相比传统器件提升五倍以上。

(2) 在350W功率下成功实现低碳钢和钼的表面改性，涡旋光束(m=+6)在低碳钢上产生具有不同微观结构的环形区域，多束高斯曝光在钼表面形成MoO₃薄膜和重结晶环。

(3) 本文通过重新设计介电反射多层堆栈、采用单晶蓝宝石前窗等热管理创新，结合液冷系统，解决了液晶在高于120W时的非线性相位响应问题，为千瓦级应用奠定基础。