在时域上，光学频率梳是具有稳定时间间隔的激光脉冲序列；在频域上，光学频率梳是具有相等频率间隔的离散光谱序列。由于光学频率梳具有良好的时频域特性，其被广泛应用于光梳光谱，光梳成像和光钟研究。同时，光学频率梳的产生成为光学领域的重大研究热点之一。        为了满足各种科学与生产应用需求，光学频率梳的研究朝着小型化、宽光谱、窄脉宽、高功率等方向发展。光...

   sp3C-H的选择性氧化是有机合成中的一项有效策略，具有十分重要的科学意义和应用价值，同时其也是有机合成中的一大挑战。目前已经有很多的氧化剂被应用于C-H活化反应，如金属氧化物，过渡金属(Ru, Cr, Pd等)，自由基，过氧化铜等。如何有效地控制和预测C-H活化的选择性是该领域的核心挑战。因此，合理地建立烷烃活化反应的结构与反应性关系模型显得尤为重要。早在1995年，Bergman 就曾提出“One 'Holy Grail' ...

     将荧光蛋白与感应蛋白融合制备新型生物探针在生命科学领域具有重要的意义和巨大的应用价值，为国际上的热点研究领域之一。近几年来，众多相关的文章发表在Science、Nature、Cell的主刊和子刊上。但是因为荧光蛋白本身特性的限制，该类探针都必须采用双激发峰荧光蛋白得荧光强度比率来实现定量测量，并且无法克服pH影响。从该类探针荧光信号的变化难以直接区分是由于观测物浓度还是pH变化引起的。我们采用...

      利用受激荧光耗尽效应（STED）突破光学的衍射极限，使得光学分辨率提高到10nm以下，极大的推动了生物、医学、材料等领域的研究。然而目前应用的荧光耗尽染料分子主要是有机物，如荧光蛋白等。在长时间强光照射下容易出现漂白，限制了该领域的进一步发展。三价稀土离子掺杂的纳秒颗粒的上转换发光具有高的光学稳定性和窄的发光峰等特点，在多色显示，生物成像，激光器等领域具有极大的应用价值。&nb...

      基于泵浦探测的超快电子衍射技术是一种可比实现飞秒时间分辨和亚纳米空间分辨的新型超快探测技术。该技术利用一束飞秒激光脉冲激发样品，在不同时间延迟下，另一束超短电子脉冲衍射样品的瞬态结构变化，从而实现对于凝聚态物理及化学反应动力学中非平衡态等超快结构动力学的探测。由于电子脉冲中电子之间存在着库仑相互作用，电子脉冲的时间宽度会被展宽，因此国际上绝大多数课题组的电子脉冲时间...

      量子网络一直是量子信息领域中的研究热点。光子或者光束作为量子信息的良好载体，原子系综作为量子信息存储的有利备选，都吸引了越来越多的关注。使用这两者来构建量子网络的关键是制备出匹配原子系综原子跃迁频率的多组份量子纠缠态。近期实验室荆杰泰教授研究小组基于原子蒸汽中四波混频过程中的空间复用概念，提出了两种制备多组份纠缠态的理论方案，并且开展了相关实验研究。  ...

    电子自旋有望用于实现量子信息处理。用于量子计算的理想量子比特应具有长退相干时间、可快速操控以及可拓展化等特性。为了找到一个这样“理想”的固态自旋系统，人们对包括量子点在内的多种材料开展了广泛的研究。相比于液氦低温下自旋退相干时间为微秒量级的已被广泛研究的Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点，Ce3+:YAG晶体中稀土离子电子自旋具有长达2 ms的退相干时间，增长了近三个量级。不同于宇称禁戒的电子跃迁，Ce3+稀...

      1999年的诺贝尔化学奖颁给了A. H. Zewail教授，他利用飞秒泵浦探测技术，通过“慢动作”观测化学反应中的原子分子运动状态，从根本上改变了人们对化学反应过程的认识。以此为基础，在超高时间精度上对化学反应进行控制是科学家的共同目标，这将对分子可控合成、医药、生物、能源等领域的发展产生深远影响。碳氢分子在日常生产生活中应用相当广泛，对碳氢分子中C-H键和C-C键的超快操控是几十年来的...

     原子分子内处于束缚态的电子受到强激光场的作用会发生隧穿电离，成为自由电子。1993年，加拿大Corkum教授提出 “三步模型”，指出自由电子在激光场作用下加速后有一定的概率返回母核发生重散射，其在光场中加速获得的能量以高能光子的形式释放，产生高次谐波，是当前阿秒光科学研究的重要基础。        电子的重散射行为对研究多电子原子分子体系中的电子关联性...

       锥形交叉点作为联结两个激发态势能面的简并点，广泛存在于多原子分子的光化学和光生物过程中。由于该点的存在突破了波恩-奥本海默近似，那么势能面之间的强耦合作用会导致一些超快的电子和振动弛豫动力学的发生。由于电子与核运动之间存在较强的振动耦合作用，通过探测电子波包的振动相干性研究锥形交叉点附近非绝热量子动力学现象则成为一种可靠的方法。光致异构化反应中往往存在锥形交叉点，所以成为...

       表面等离激元，由于具有非常紧凑的空间局限性和非常高的局域强度，有望在微纳结构加工领域突破传统光刻技术的衍射极限，目前已成为国际上的研究热点之一。实验室印建平教授研究小组从理论上提出并论证了基于表面等离激元干涉场的二维表面光学晶格，并展示了它在纳米尺度的分子沉积上的重要应用。通过在石英基底上布置简单的银膜结构，并通过一束激光激发，即可获得具有不同结构的光学晶格场。通过具体...

       宇称-时间对称（parity-time symmetry）系统的研究在非厄米量子力学、开放量子系统、量子信息与计算、以及精密测量等领域有重要的应用。我们知道，量子力学公设中有一条要求描述系统能量的哈密顿量H必须是厄米的。满足这个条件的哈密顿量会确保系统的演化是幺正的，且哈密顿量的本征值（即系统的能量本征谱）都是实数。然而，哈密顿量的厄米性是一个充分条件，而非必要条件。1998年，美国华盛顿大学的&...

       近年来，有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLEDs)由于具有超薄、重量轻、色彩亮丽、高分辨率、可大面积柔性显示等独特优点，作为新一代显示技术正快速崛起，并展现了非常广阔的应用前景。然而，开发具有高发光效率的新型OLED材料一直是本领域所面临的技术瓶颈。以有机热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)为代表的新一代OLED材料由于其理论上可以实现高达100...

       量子网络的构建对实现量子信息处理有着极为重要的作用，也是量子计算机中的重要组成部分。量子网络一般需要制备多个模式之间的量子纠缠。然而，传统的量子纠缠源和量子网络方法一般难以扩展到多模式，并且网络的连接方式一旦构建就难以改变。实验室和巴黎高师联合培养博士研究生蔡寅（第一作者）与徐信业教授以及巴黎高师 Lab. Kastler Brossel 实验室 Nicolas Treps 和 Claude Fabre教...

分子内的电子运动在化学键的形成与断裂过程中扮演着重要的角色。利用超短激光脉冲操控分子解离过程中的电子运动，可以实现分子化学键的定向断裂，进而能够实现对化学反应的控制。随着超快激光技术的发展，科学家发现利用载波包络相位稳定的周期量级飞秒脉冲以及相位可控的双色激光脉冲可以对分子解离过程进行直接控制。近年来，超快激光场中的分子定向解离引起的分子化学键不对称断裂一直是人们研究的热点之一。超快强激光场作用下...