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表面极化激元的稳定传播及其相干操控
在电磁感应透明(Electromagnetically Induced Transparency,简称 EIT) 体系中,通过关闭与开启控制光场可实现光与原子内态之间的信息转换,从而可用来实现光与量子信号信息存储与读取。EIT体系中的暗态极化激元的稳定性及其可控性是实现存储与读取的关键。但是,目前基于EIT体系的光信号传播和相干操控大多基于超冷或自由空间的原子气体,其实验实现较为复杂,不易集成,同时还存在原子气体的扩散等问题。鉴于此,不少研究...
发布日期:2018-12-19
稀土掺杂纳米晶上转换发光偏振态的选择性调控研究
稀土掺杂纳米晶材料的偏振上转换发光在多维度信息传输、偏振3D显示技术和高分辨率成像等方面具有重要的应用价值。目前偏振上转换发光主要在几百纳米或者微米尺度的稀土掺杂晶体里通过基质晶体严格的各向异性晶体场来实现。但是当晶体尺寸降低到目前广泛研究和应用的几十纳米尺度时,由于纳米材料的量子尺寸效应其基质晶体的各向异性晶体场发生严重畸变,因而无法实现偏振发光特性。利用贵金属纳米材料的表面等离子体共振效应来调控...
发布日期:2018-12-19
2×10−16频率不稳定度窄线宽激光系统研制
超窄线宽稳频激光具有频谱分辨率高、频率稳定度高、频率噪声低的特点,它是原子光钟、高分辨光谱、引力波探测、低噪声微波源和光学频率合成器等研究的关键器件。窄线宽稳频激光的性能决定了光谱的分辨率、精密测量的灵敏度以及频率合成的噪声水平,因此国际上许多研究小组不断提高稳频激光的性能。实验室于2005年开始研制窄线宽稳频激光系统,于2008年初步建立了两套1064nm窄线宽稳频激光系统,当时激光的线宽达到2Hz,为国内首台...
发布日期:2018-12-19
核壳结构银纳米颗粒的表面等离激元增强亚单层分子荧光研究
金属纳米颗粒与邻近荧光分子之间存在两种相互作用:一种是源于金属与分子间非辐射能量转移以及电荷传输导致的荧光淬灭;另一种是源于金属纳米颗粒表面等离激元共振引起的荧光增强。这两种相互竞争机制的存在,导致金属纳米颗粒对局域场中分子荧光的影响相对复杂;但另一方面,通过调节金属纳米颗粒的材料、尺寸、形状以及与分子的间距,能够影响两种作用的相对强弱,进而调制荧光分子的发光特性。尤其是当金属纳米颗粒和荧光分子的...
发布日期:2018-12-19
紫外飞秒等离子体光栅对水受激拉曼散射的增强
紫外激光在水中的成丝与近红外激光在水中的成丝有很大的不同。由于其钳制功率的降低,紫外光丝产生的超连续谱较红外光丝要窄很多。飞秒激光由于其超短的作用时间,原则上是不利于受激拉曼散射的产生的,这是因为在超短的脉冲作用时间内,群速度色散会导致拉曼光与泵浦光之间的走离,即群速度失配。实验中我们以钛宝石飞秒激光的倍频光,即中心波长在400nm,脉宽130fs,最高能量为4mJ的激光在水中拉丝,在前向直接观察到了很强的受...
发布日期:2018-12-19
无摩擦的量子热机做功
长期以来,对发动机的研究一直是人类现代工业的研究重心之一,但是经典发动机的运行面临着熟悉的绝热定理:提高设备的效率需要较长的运行时间,降低了输出功率;而较短的循环时间却会增加摩擦和损耗,从而降低了效率。这使得任何现实设备都将面临这种权衡,从而几乎很难达到理论热机极限。近期实验室超冷量子气体课题组以强相互作用的费米原子气体为工作介质,实现了量子热机无摩擦超绝热压缩和膨胀冲程,研究了等价的超绝热平均功...
发布日期:2018-07-13
超级Efimovian膨胀动力学的实验观察
1970年苏联物理学家V.Efimov提出了量子三体物理中著名的Efimov效应,认为三个全同的玻色原子在s波相互作用下可以通过两两相互作用结合形成一系列离散的三体束缚态,而且其束缚态的能量本征值成指数依靠关系,这一理论预测在相隔三十余年后被实验所证实。最近几年人们发现费米气体中存在着超级Efimov效应,二维空间中的费米原子气体在p波作用下也可以形成一系列离散的三体束缚态,但是其束缚态的能量本征值符合特定的双指数周期标度...
发布日期:2018-07-13
寻找压缩超高速成像最优代码
对超快动态场景成像一直是科学家长期追求的目标。压缩超高速成像(CUP)是目前最快的接受式照相机,提供一种重要技术手段来测量瞬态事件。这项技术是基于随机代码和压缩感知原理来对超快动态场景进行编码和解码。但是,随机代码的选取会极大地影响图像重构质量,严重限制该项技术的实际应用,因此寻找一种方法来优化代码显得尤其重要。最近,张诗按研究团队自主研发一套CUP实验系统(如图1所示),并发展了一种新技术方法可以获取...
发布日期:2018-07-13
光学孤子分子形成过程中的复杂孤子互作用
孤子是一种在色散介质中传输时不会展宽的波包。孤子在自然界中普遍存在,很多系统中可以产生孤子,例如水波,声波,DNA,光学等。孤子在很多方面和粒子有相似之处,例如孤子之间可以产生吸引,排斥,湮灭等相互作用。两个或者多个孤子可以束缚在一起形成孤子分子,拥有很多和物质分子一样的属性,例如振动,合成,解离等。化学键将原子束缚在一起形成分子,孤子的尾翼将多个孤子锁定在一起形成孤子分子。尽管孤子分子的动力学特性...
发布日期:2018-07-13
单分子碰撞生成SiO2及其对星际硅酸盐分子生成的影响
有关星际尘埃介质中硅酸盐纳米颗粒(主要包含Mg2SiO4、Fe2SiO4等)的形成与去向问题是天体学科关注的热点。这些纳米颗粒与星际介质、分子云演化以及恒星形成过程中的复杂有机分子有着重要联系,因为这些硅酸盐颗粒在极端环境中受电离辐射、星际冲击波等作用影响,从含冰状覆盖物下被释放或裂解进而以分子原料的形式参与到生命起源相关的分子演化过程中,包括醛类、酮类、酯类、酰胺等。由于处于演化末期的渐进巨星支恒星(又称AGB恒星...
发布日期:2018-07-13
基于光谱编码的双光学频率梳3D快速成像技术研究
光学频率梳具有超快的时间分辨率和超高的频率精度,为研究和探索自然规律提供了更大的平台,经过十多年展,已经成为精密光谱测量、基础物理常数确定、天文测量以及量子光学操控等前沿科学领域的理想光源。得益于光学频率梳的迅猛发展,各个科学领域快速推进,产生了许多新的测量技术。其中,双光学频率梳测量技术作为一种革命性的测量手段,引起了广泛的关注。它利用高系数下转换因子将高频光学频率信息转换到普通探测器可识别的射...
发布日期:2018-07-13
高速大动态范围的激光测距技术
基于时间相关单光子计数(TCSPC)的测距技术,因为能够将检测灵敏度提升至单光子水平,在远距离激光测距、三维成像等领域开始发挥重要作用。然而,激光脉冲的重复频率限制了测距系统的最大测量范围。尽管高重复频率可以大大提高系统的采集速率,缩短测量时间,但若使用10MHz的激光脉冲,理论上的非模糊测量距离仅有15m。高频激光脉冲与大测量范围显得格格不入。迄今为止,研究者们提出多种方法来解决TCSPC的激光测距系统的距离模糊...
发布日期:2018-07-13
基于级联四波混频产生三组分量子关联光束的成对量子关联的实验研究
多组分量子关联对量子信息技术的基础研究和未来的发展都具有重要意义。因此关于多组分量子关联的研究获得了广泛的关注。由于光是信息的理想载体,因此研究光场的多组分量子关联就显得尤为重要。多组分整体相关性显示了整个系统的量子特性,而系统内部成对的相关性可以用来更好地理解系统的内部结构。它们可以对复杂系统进行非常简化的描述。多组分量子关联光束与多组分光束中成对光束的量子关联关系仍然是一个有待解决的问题...
发布日期:2018-07-13
采用恒定相位的重原子分子的光学受激辐射力减速
含有重原子的极性冷分子是用来进行精密测量和检验基本物理的理想平台之一,例如为了提高eEDM测量灵敏度,通过增加分子数目N;或者增加相互作用时间τ,可使用速度更低、更冷的分子束来实现。因此实验上获得超冷重分子具有重要意义。与自发辐射力减速不同,在受激辐射力减速机制下,分子获得的反冲动量主要来源于快速的“受激吸收—受激辐射”循环,通过选择适当的激光参数,可以使得这种跃迁循环的速率远大于自发辐射速率,从...
发布日期:2018-07-13
单壁碳纳米管的能级参数的准确预测
碳纳米管(Carbon Nanotube, CNT)作为典型的一维量子材料,由于自身特有的电子、机械、结构和传输等性能,在有机太阳能电池、电能存储、聚合物基体填充、生物成像和纳米药物治疗等领域中展现了非常广阔的应用前景,受到了学术界和工业界共同的关注。众所周知,在CNT的众多内在性能参数中,电子电离能(ionization potential, IP)和亲和势(electron affinity, EA)是非常关键的,它们掌控着基于CNTs材料的众多性能,诸如氧化还原...
发布日期:2018-07-13
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