衍射光栅原理：用密集狭缝把复合光拆成光谱
为什么纱窗、DVD 和蝴蝶翅膀能"变出"彩色？衍射光栅用一排密集的等间距狭缝，把复合光按波长拆到不同角度。本文从相邻缝的光程差推出光栅方程 d sinθ = mλ，用钠双线示例讲清分辨本领 R = mN，再看光谱仪为什么离不开光栅。
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THE JOURNAL
光学与光子学
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群速度与相速度：一束光，两个速度
光在介质中的传播速度其实有两个答案：单个波峰移动的相速度，与波包整体移动的群速度。本文从单色波讲起，用波包叠加理解群速度，解释色散如何让两者分道扬镳，以及为什么信息与能量以群速度传播。
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文献解读 | 超表面非线性光源：二硫化钼纳米锥的倍频与三倍频（Nature Communications 2021）
一片厚度只有 150 nm 的二硫化钼超表面，如何在不需要相位匹配的情况下把 1550 nm 红外光变成 775 nm 可见光，并且只从一个零级衍射束发射、还能在正反方向之间切换？本文深度解读 Nauman 等 2021 年 Nature Communications 论文，讲清 Mie 共振增强、非线性源位置与单向发射切换的物理。
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菲涅尔反射原理：从 4% 反射率到布儒斯特角
一块玻璃为什么单面就反射约 4% 的光？为什么反射率随入射角变化、还会把光变成偏振光？本文从菲涅尔公式出发，推导垂直入射反射率与布儒斯特角，解释反射相位突变如何支撑增透膜，并串联增透膜、布儒斯特窗与偏振分光三组应用。
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光的色散原理：为什么白光经过棱镜会分成七色
白光经过三棱镜为什么会被展开成红橙黄绿蓝靛紫？答案是同一介质的折射率随波长变化。本文从斯涅尔定律出发，用一组教材数据和洛伦兹振子图像，把棱镜分光、正常色散、阿贝数与光纤色散串成一条因果链。
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光的瑞利散射原理：为什么天空是蓝色、夕阳是红色
从散射截面正比于波长的负四次方这一条规律出发，把天空为什么是蓝色、夕阳为什么是红色、散射光为什么是偏振的、云为什么是白色的这四个现象统一解释清楚。
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文献解读 | 超表面光镊阵列：从 1000 个囚禁原子到 36 万个光镊（Nature 2026）
解读 Nature 2026 年一篇代表性论文：哥伦比亚大学团队用 520 nm 全息超表面（290 nm 像素）生成任意几何的光镊阵列，捕获超过 1000 个单个锶原子，并演示 600×600、36 万个光镊的阵列；文章讲清像素尺寸如何决定有效数值孔径，以及这一平台对中性原子量子计算的意义。
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薄透镜成像原理：物距、像距与放大率
从薄透镜的聚焦规则出发，用三条特征光线推导成像公式 1/f=1/u+1/v，解释实像与虚像、放大率与三种典型物距，并落到眼睛、相机和放大镜的定量工作方式。
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文献解读 | 超表面分束器：144 路并行、总容量超 28 Tbps 的无线光通信（Nature Communications 2024）
解读 Nature Communications 2024 年一篇代表性论文：用 12×12 光纤阵列加一片毫米级硅超表面做成光束分束器，把 120° 视场分成 144 路彼此独立的通信光束，靠波分复用把单路推到 200 Gbps、整机容量超过 28 Tbps，再用偏振复用实现无盲区、无串扰的室内全覆盖。
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文献解读 | 透射式超表面目镜：宽视场 AR 近眼显示（Nature Communications 2018）
解读 Nature Communications 2018 年一篇代表性论文：用一张 20 毫米口径的透射式超表面目镜（see-through metalens）实现宽视场 AR 近眼显示。论文把 Pancharatnam–Berry 相位编码进矩形纳米棒朝向角，让同偏振光“透明”、交叉偏振光聚焦，再用三片二色镜消色差，得到单色 90°、全彩 76° ...
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