当光场峰值强度达到1013到1015W/cm2的脉冲激光与原子分子体系相互作用时，由于激光场强度与原子核附近的库仑电场强度相当、甚至更高，电子在激光场的驱动下剧烈运动，发生量子隧穿电离。1979年，Agostini等人在氙原子的多光子电离过程中首次观测到具有光子能量间隔的阈上电离光电子能谱，揭示了电子波包周期间干涉导致强场隧穿电离的电子吸收光子能量的量子化行为。类似地，强激光场作用下分子多光子吸收诱导化...

 Grover算法是量子计算领域的主要算法之一。在处理从无序的D个数据库中搜索M个目标数这一问题时，它优于最好的经典算法可做平方加速。也就是说，经典算法完成任务所需的时间正比于，而量子算法则可在时间尺度内实现。如果D是一个非常大的数字，这将极大地节约时间。Grover算法的强大在于它的多功能性：它的公式是通用的，可适用于很多问题，比如：密码学、矩阵和图形问题、优化以及量子机器学习等。尽管发现至今已有二十多年...

    超快激光场作用下，原子或分子内的束缚电子将从光场中吸收光子能量发生隧穿电离，其电离几率正比于激光场强度。但是，研究人员发现在强激光场作用下电子有一定的概率不被电离而被囚禁在里德堡态，形成稳定的中性里德堡原子分子。电子重俘获是理解这一现象的物理机制，即部分隧穿电子由于从光场中获得的动能较小，不足以克服原子核库伦势的束缚，从而在激光场消失后有一定的概率会被原子核重新俘获，形成高激发...

         腔量子电动力学在1946年由Purcell提出，1963年Jaynes 和 Cummings提出了量子辐射理论用于微波激光束。后来Haroche和 Kleppner在1980年代发展了完整的腔量子电动力学框架用于描述光学腔内部光与物质相互作用，并获得2012年诺贝尔奖。光学腔内原子的缀态被广泛应用于量子，非线性和激光冷却等领域。最近人们发现可以通过把分子的电子态，振动态跟腔辐射模式耦合的方式来研究分子。通过...

         光脉冲在原子、分子、量子点等量子发射体中的存储与读取不仅对于光与物质相互作用的基础研究具有十分重要的意义，而且在光与量子信息的处理与传输等中具有十分重要的应用，从而引起了人们的极大重视。实现弱光脉冲存储与读取的主要手段之一是利用电磁感应透明(electromagnetically induced transparency，简称 EIT) 效应。利用EIT不但可消除共振体系中的光吸收，使光传播的群速度变慢...

          晶格可以分为电晶格、磁晶格、光晶格以及磁光晶格等。晶格能够在空间和时间上对冷原子或分子进行精确操控，并已应用到精密测量、量子计算等领域。目前一维、二维以及三维光晶格、磁晶格、磁光晶格已经全部在实验上或理论上被证明或提出。最近德国马普所的Meijer小组在芯片上实现了一种一维电晶格，并对晶格内分子内态进行了调控。随后，瑞士的Merkt小组在芯片表面实现了里德堡...

   稀土离子掺杂发光材料中的价态转化在超高密度信息光学存储和新型光电器件开发等方面有着非常诱人的应用前景。以光学存储为例，传统的光学存储将信息记录在反射介质的物理“坑点”上，利用探测光在记录介质表面反射光的强、弱来读取记录的信息，相应的信噪比较低。然而，基于稀土离子价态转化的光学信息存储具有其独特的优点：将信息记录在稀土离子的价态转化上，并利用新生价态离子发光有、无的来读取记录的信息...

    由多根光丝干涉形成的等离子体光栅由于其具有突破单根光丝强度钳制的特性，可以大大提高干涉局部的电子密度，且电子密度在空间受到干涉光场的调制，呈周期分布，可以作为一种特殊的光栅器件对光束进行操控。且因其对三次谐波产生的增强，光丝间能量交换等独特性质，等离子体光栅在飞秒光丝的研究中具有重要地位。目前，等离子体光栅的研究主要集中在气体介质里面。       ...

      光谱是研究原子结构的重要途径之一。光谱测量灵敏度与分辨率的提高为原子能级的精细与超精细结构研究带来了便利。        电子自旋和轨道运动作用引起原子能级的分裂，产生光谱的精细结构。研究钠原子光谱时发现的D线分裂就是原子精细结构。原子光谱的超精细结构是更小的能级分裂引起的，主要是由原子核的磁偶极矩和电四极矩导致的。原子核有核自旋磁矩，而核外的电...

   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。  ...