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能够生成具有亚波长空间特征光场的系统已成为科学与工程研究及工业领域的标准配置。相关实例包括基于原子和离子的量子计算机以及光学光刻设备。迄今为止，尚不存在能在亚波长尺度上表征此类光场（包括强度和偏振）的工具。该研究团队利用单个被囚禁在约40纳米×40纳米×180纳米空间内的原子离子，对波长为370纳米的激光场进行传感探测。由于离子传感器的空间尺度小于共振探测器的吸收截面，其工作于空间分辨率的理论极限。该技术的关键在于开发了离子-光场相互作用的解析模型，并利用该模型提取光强和偏振信息。这项工作还提出了一个重要见解：在特定条件下，可通过深度神经网络学习该模型的逆过程，将光强和偏振的读取速度提升五个数量级。这种速度跃升使得该技术能够实地部署，通过亚波长尺度的光场探测来表征光学仪器性能。