低温下高密度的分子可能呈现出新的、有趣的物理或化学现象及其在各种实验中的重要应用激发了人们研究冷分子的兴趣。利用外场（包括电场、磁场或光场）和分子的相互作用对分子进行减速，是获得低速中性冷分子的一条有效途径。目前，利用电偶极矩和电场间的斯塔克相互作用，可以对具有固有电偶极矩的极性分子进行非常有效的减速；利用磁偶极矩和磁场间的相互作用，可以对顺磁性分子进行很好地减速。上述思想均已实验上实现，并且能用...

2006年，德国科学家 M.Kling 等人利用载波包络相位稳定的周期量级飞秒激光脉冲实现了光场对 D2 分子化学键定向断裂的控制。这是科学家首次通过超快激光场控制分子内电子运动，实现对化学反应的直接操控。这一突破引起人们广泛关注和强烈兴趣，激发了对分子定向解离过程及其物理机制的探索研究。科学家们发现基频光和倍频光叠加合成的双色场具有很强的光场不对称性，同样能够实现对分子化学键的定向断裂的控制。对于同核分子，解离...

工作在无线电波段的数字频率分频器是一项成熟的技术，已广泛应用在科学研究和日常生活中。由于光波频率比无线电波频率高5-6个数量级，建立光学分频器是一项挑战性很强的研究课题。早在20世纪60年代激光诞生不久，科学家就探索采用频率链的方法研制光学分频器，他们使用光学倍频、差频、混频等一系列非线性光学手段建立不同光波之间的频率联系。经过二十余年的研究，终于用光学分频器测量了分子稳频激光的频率，在此基础上确定了光...

在山谷中，回声是一种常见的现象，声音被岩石反射形成回声。1950年，Erwin教授在核磁共振实验中首次发现了自旋回声。回声存在于许多物理现象中，例如光子回声、电流回声等。回声在很多方面有着非常重要的应用，例如电子束的压缩、高效高次谐波的产生等。最近实验室吴健和曾和平教授研究团队，利用分子符合成像技术，在实验上首次对分子回声进行了实时成像，并且还观测到了高阶的非整数回声，转动回声以及“负”时间回声等新型分子...

超快强激光场作用下，分子的最外层电子可以通过相干吸收多个光子克服原子核的束缚，发生多光子阈上电离。作为光与分子相互作用的首要过程，光子能量的吸收和分配，在分子光化学反应过程中起着决定性作用。近几年的理论和实验研究发现，单电子体系分子H2+或者双电子体系分子H2的单电离解离过程中，分子内电子与原子核之间通过相互关联运动进行光子能量的分配。但是，对于多电子体系分子，由于系统理论模型的复杂性以及相关实验技术...

原子频标是原子频率标准的简称，它参考在原子分立能级间的量子跃迁，能提供非常稳定和准确的频率源。频率的倒数是时间，当原子频标被用于计时时，通常也称为原子钟。按照量子跃迁的频率（即工作频率）划分，原子钟可分为微波钟和光钟两大类。目前，微波钟已发展地非常成熟，并渗透到人类生活的各个方面，在诸如高速通讯、精确计时和卫星导航等领域发挥着重要的作用。而光钟作为新一代原子钟，凭借工作频率高的优势，性能预期远超微...

具有温度约为1K的冷分子束不仅可用作激光减速与冷却、分子光学实验等的束源，而且还可应用于冷碰撞物理、冷化学物理和精密测量物理等领域。缓冲气体冷却作为一种获得低温分子束的技术手段，被广泛应用于冷分子相关实验中。实验室印建平教授研究小组利用静电斯塔克效应，在实验中通过四极静电导引杆对缓冲气体冷却后的极性分子 CH3F 进行操控，并通过调节 CH3F 样品分子和缓冲气体He 的流量，得到不同束流性质的 CH3F 冷分子束样品...

稀土元素以其特有的电子结构被广泛应用于发光材料的制备，稀土离子的发光过程主要是通过稀土离子的4f电子在不同能级之间跃迁产生的，4f电子吸收能量后从高能级以辐射驰豫方式跃迁至低能级同时发射不同波长的荧光，因而具有良好的荧光特性、发光色度纯、物化性质稳定、转换效率高等特点，正是由于这些优异荧光性能使得稀土离子成为探寻高科技材料的主要对象，并被广泛应用在发光、显示，太阳能电池光电转换，生物荧光成像等各种领域...

三价稀土离子可以有效的实现近红外到可见光、紫外光的上转换发光，在激光器、三维显示、LED、生物荧光标记成像等领域具有广泛的应用价值。为了进一步拓展应用前景，包括Tm3+离子在内的稀土离子上转换荧光的机制一直都是人们研究的热点，对该问题的深入理解将大大推动高效发光纳米材料的制备。实验室的精密光谱交叉应用研究小组制备了不同浓度的Tm：NaYF4纳秒颗粒和Tm：Yb：NaYF4纳秒颗粒，并用800nm连续激光激发，研究发光强度与激...

高功率光纤飞秒激光及其时-频域精密控制是牵引精密测量等前沿科学研究以及推动精密制造装备等高新技术发展的基础，也是美国、德国等国家竞相发展的核心技术之一，这一领域的国际竞争十分激烈。制约高功率光纤飞秒激光及其控制技术发展的技术难题主要有：(1) 光纤飞秒激光高功率放大过程中的增益窄化，致使高功率下脉冲光谱宽度小于注入脉冲，限制了压缩后的脉冲宽度，国际上所开展的光纤高功率放大实验尝试一直停留在仅能获得200fs...

作为描写微观物体运动的基本理论, 量子力学的基本原理之一是表示微观物理量的算符必须为希尔伯特空间中的厄米算符。对于哈密顿算符，厄米性不仅保证了其本征值（体系的能量）为实数，而且保证了几率守恒。1998年，C. M. Bender 等著名学者发现存在很大一类非厄米哈密顿算符，它们可具有全实本征谱, 其中最为典型的是具有宇称-时间 (parity-time；简称 PT) 对称特性的哈密顿算符。PT 对称哈密顿算符的提出激发了包括非厄米量子力学...

随着光电子学和纳米技术的迅速发展，纳米尺度光电材料与器件的研究成为突破传统微电子器件摩尔定律的重要方向。纳米光电器件的电光转换及相互作用本质，成为近年来的研究热点。功能性纳米结构的构筑及其电光性质的研究能够为纳米尺度光电器件的集成及其物理机制提供理想的参考模型。扫描隧道显微镜（STM）与光学检测技术的结合是研究纳米尺度电光行为、表征原子分子尺度实空间形貌、电子态、局域光谱的重要手段，STM诱导发光研究（...

    只有实践没有理论就像是水手在航行时没有舵和指南针，永远不知道该驶向何方，而简单小巧的指南针能够在海洋风暴中提供精确可靠的导航。随着计算机技术的发展和量子理论的建立，密度泛函理论(DFT)正扮演着这样的“指南针”角色 ，由于其具有简便、高效、精确、直观和易于理解等优点，被广泛地应用于物理、化学、生物和材料等领域中，也因此获得了1998年的诺贝尔化学奖。在DFT基础上发展的线性响应含时密度泛函理...

    作为国际上的热点研究领域表面等离子光子学“Plasmonics”的重要分支，表面增强拉曼（SERS）因为能够提供检测分子的指纹信息，一直备受大家关注。近年来，随着纳米技术的发展，球型、棒型、星型、金字塔、立方体等不同形貌的纳米结构都被制备出来并用于表面增强拉曼光谱检测。但是纳米结构对检测分子吸附方法的创新不多，主要通过金属—巯基、静电吸附、范德华力等作用来实现，所以需要针对具体检测分子来设计SE...

测量是物理学的核心，不断提高测量的精度一直是物理学家的追求，也是物理学中永恒的话题，然而量子力学中最基本的不确定性原理限制了物理量测量的精度。量子精密测量就是要利用量子力学的基本规律寻求更精密的测量手段。光学干涉仪是实现精密测量的有利工具。自从迈克耳逊干涉仪发明以来，科学家一直在寻求更精密的测量手段。一种使干涉仪灵敏度突破标准量子极限的思路是通过改变光学干涉仪的硬件结构，例如用非线性过程来代替传统...