极端条件下的结构化光：利用时空控制实现高场激光-物质相互作用

本综述描绘了用于高场激光-物质相互作用的智能结构化光新兴范式，其中光的精确时空和矢量控制是一个关键自由度。我们概述了一个由三个协同支柱构建的变革性框架。首先，我们综述了先进的电磁工具包，超越了传统的空间光调制器，包括稳健的静态光学和有前景的等离子体光调制器前沿。其次，我们详细介绍了这一高维设计空间的优化引擎，重点介绍物理信息数字孪生和AI驱动的逆向设计，以自动化最优光结构的发现。最后，我们探索了这种集成方法所实现的突破性应用，包括可编程电子束、携带轨道角动量的$\gamma$射线、紧凑型太赫兹加速器以及稳健通信。前进的道路需要克服材料科学中的重大挑战、MHz速率的实时自适应控制，以及将这些原理扩展到量子领域。本综述呼吁协调的跨学科努力，以掌控而非仅仅观察极端条件下的光-物质相互作用。