科学研究

 
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研究方向

精密光谱科学与技术在提高探索自然规律的能力和解决国家重大需求中有举足轻重的作用。光谱的分辨率和探测精度、灵敏度是实现高精密光谱的基础。实验室瞄准国际最新科学前沿和关键科学技术问题以及国家发展中的重大需求,将不断提高光谱的时-频域分辨率、精度、灵敏度的现有水平作为研究的主要目标。实验室布局了五个相互交叉和紧密关联的主要研究方向、制定明确的研究内容与近期目标:

研究方向一:时-频域精密光谱学研究

研究内容:提高光谱时-频域分辨率和精度的新机理、新技术的研究;冷镱原子光钟的研制及其关键技术的研究;新波段与超短波长的精密光谱学研究;基于时-频域精密控制超快光场的精密光谱学的开拓研究。

近期目标:发展光场时-频域精密控制的新技术,实现国际有影响的全波段高功率飞秒光梳、深紫外激光、远程光纤频标网络、冷镱原子光钟;实现光场时频域精密控制下分子轨道与结构、及其变化与相互作用的阿秒时间分辨、亚纳米空间高分辨研究以及超灵敏探测;实现物理常数的精密测量。

研究方向二:原子分子精密光谱学研究

研究内容:冷原子精密光谱学与精密操控研究;分子冷却、操控与冷分子精密光谱学研究;自由基分子和瞬态分子的精密光谱学研究。

近期目标:开展超冷原子、分子、量子相干的精密控制研究,实现长寿命稳定的超冷原子和极性分子气体;构建光学可控的量子体系;研究受限低维度的超冷强相互作用原子分子及其纠缠态的相干操控;实现基于原子分子和光子控制的新型精密原子光谱与量子测量技术,发展高精度和高分辨光谱,实现物理常数的精密测量和基本规律的研究。

研究方向三:超灵敏光谱学研究

研究内容:超灵敏光谱学新机理与新方法的研究;单光子探测与控制新技术与新仪器的研究;单光子非线性光学的研究;原子系综的量子关联光束的研究。

近期目标:基于单光子灵敏探测技术研制多光束光子计数激光成像装备、百公里无人机搭载光子数分辨通信系统、实现光子数分辨卫星测距测角实验,承担装备预演项目。研制新型单光子源、高效量子关联光源,实现量子关联超灵敏光谱测量,开展量子雷达基础实验。实现标准量子极限的高灵敏干涉测量,拓展尖端航空航天精密光谱测量和保密通信的应用。

研究方向四:精密光谱学相关交叉前沿开拓与应用研究

研究内容:精密光谱学方法与技术在生物分子反应动力学以及微纳材料等新型物质测控等方面的前沿研究;拓展精密光谱技术的其他交叉应用。

近期目标:实现污染物、有毒化学分子的高灵敏光谱探针探测应用、时间分辨检测及成像;发展激光微纳米加工新原理新技术,拓展精密制造应用。拓展新型材料结构性能测控的交叉应用;发展理论计算方法和超快时空分辨激光成像技术,开拓蛋白质分子结构和动力学以及新型物质结构的超快光电性能等方面的前沿研究。

研究方向五:精密光谱学的前瞻性理论研究

研究内容:光子、原子、分子的量子操控与冷原子、冷分子精密光谱学的前瞻性理论研究;相关精密测量新机理与新方法的前沿性理论研究

近期目标:结合精密光谱实验研究,发展有效的理论与计算方法开展原子、分子、光子系综的量子操控与量子关联研究;探索和提出精密光谱学与精密测量的新机理与新方法。