高质量半导体微腔在集成光电系统中具有巨大的应用潜力及广阔的应用前景。通常，半导体微腔具备非常高的腔品质因子，能够实现窄线宽激光输出，为集成光路系统提供低损耗高稳定单色光源。目前，研究者们已经在不同材料体系中实现了各式各样的半导体微腔，包括半导体有源微腔光源和半导体无源微腔器件。其中，有源微腔材料主要包括砷化镓、氮化镓、氧化锌等发光材料，无源微腔材料则主要包括铌酸锂、氮化硅、碳化硅等。近年来，新型钙...

中红外波段包含众多分子振转能级跃迁的特征谱线，是分子的“指纹”光谱区。高灵敏、高速率的中红外光谱技术在天文观测、药物合成和环境监测等诸多应用中具有重要应用。然而，传统中红外光谱仪的性能往往受到探测器灵敏度及宽带光源亮度的限制。长期以来，实现高信噪比的中红外高速光谱测量，一直都是红外光谱领域的研究热点。近年来，频率上转换技术为红外灵敏探测提供了一种有效方案。该技术通过非线性过程将中红外波段转换到可见...

纠缠是量子信息处理的重要资源，已得到广泛关注。目前在增加纠缠尺度方面已取得了显著进展，即通道数量和光学模式。利用纠缠已实现了多种量子信息协议，如量子隐形传态、受控量子密集编码、量子秘密共享、量子纠缠交换、量子纠错和量子网络。除了增加纠缠尺度外，对纠缠的灵活调控对于可重构量子网络具有重要意义。在本研究工作中，荆杰泰教授课题组提出并实验实现了基于空间结构泵浦的级联四波混频过程产生携带光学轨道角动量的六...

激光三维成像技术具有成像分辨率高、测量距离远、探测信息丰富等优点，广泛应用于自动驾驶、卫星遥感、工业生产等诸多领域。特别地，中红外波段位于分子指纹光谱区，能够对三维目标进行化学特异性识别，在无损伤物质材料鉴定、无标记生物组织成像、以及非入侵医学病理诊断等领域备受关注。此外，该波段包含多个大气透射窗口，且相较于近红外光有更好穿透烟尘、雾霾的能力，在形貌测绘与遥感识别等方面具有独特优势。长期以来，实现...

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武海斌教授和盛继腾教授研究团队受邀撰写腔光力学中的非平衡热力学综述文章，以“Nonequilibrium thermodynamics in cavity optomechanics”为题于2023年1月21日发表在国家自然科学基金委员会主管、主办的Fundamental Research期刊。自然界中绝大部分系统处于热力学非平衡状态，非平衡态热力学成为研究非平衡态物理备受关注的前沿研究领域。随着近年来微纳制造和激光技术的突飞猛进，...

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室程亚教授课题组在面向全自动智能生产的连续流微化工合成芯片的研究方面取得重要进展。课题组采用飞秒激光加工技术实现了一种三维微化工反应芯片，集成了三维浓度梯度发生器，化学合成反应器以及光纤阵列光谱实时监测模块，在玻璃芯片上实现了化学合成过程的实时高时空分辨光谱监测功能，并成功地应用于高通量反应条件下的快速筛选。相关成果于2023年7月26日以“Real-time spectroscop...

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室吴健教授课题组在空气激光结构化方面取得重要进展，首次实现了涡旋氮气离子激光。相关成果于2023年5月31日以“Generation of vortex N2+ lasing”为题在线发表在Optica期刊，物理学院本科生胡悦是第一作者。按需“定制”的结构光在跨学科领域展现出强大应用潜力。然而，在更快的时间尺度、更大的空间范围操控光场仍是一个挑战（如，在飞秒的超快时间尺度、在野外超大空间范围）...

自旋的离散取值是量子体系的基本特征，而自旋的分离曾由思特恩-盖拉赫实验首次验证。在这个实验中，银原子束通过一个梯度磁场，不同自旋取向的原子被磁场分离，最终在探测器上产生离散的条纹。电子是一种具有自旋为±1/2的基本粒子。自旋电子束对于材料磁性探测和高能物理中的粒子手性问题等方面的研究具有重要意义。目前，实验中产生自旋电子束的方法包括两种：一种是利用光电效应，将特殊材料能带中的自旋电子激发到自由空间中；...

H3+及其同位素作为最简单却最重要的星云化学反应始作俑者，一直受到研究人员的广泛关注。氢气分子在宇宙辐射的作用下，发生电离产生氢气离子并进一步与中性的氢气分子发生反应，H2++H2®H3++H，从而形成H3+。H3+能够触发或催化一系列包括形成有机分子和水分子等对宇宙和生命起源具有重要意义的星际化学反应。因此，H­3+也被视为星际化学反应链的起点。然而，此前的工作大多关注对该反应过程中的能量转化的研究，而忽略了化学反应本...

利用非经典光场进行干涉测量已被证实能够超越经典干涉仪的标准量子极限(SQL)。在实际应用中，压缩真空场注入干涉仪已成功用于提升引力波、角速度等物理参数的测量精度。通常，这种量子干涉仪对损耗非常敏感，量子优势会随着损耗的增加而迅速消失。而实际使用中，光场的传输损耗不可避免，因此如何在损耗环境中保留量子干涉仪的量子优势对于量子干涉技术走向实用化尤为重要。陈丽清课题组设计并实现了分束比可调的量子Mach-Zehnder...

量子纠缠是实现量子信息处理不可或缺的资源。量子纠缠的规模直接决定了量子信息处理能力。因此，产生超大规模量子纠缠对于量子信息科学的发展至关重要。近年来，关于提升量子纠缠规模的研究不断发展。其中，将多个非线性过程集成到一个装置中是有效提升连续变量量子纠缠规模的方法之一。在本研究工作中，荆杰泰课题组将时间复用的概念应用到连续变量量子系统中，极大地提升了量子纠缠的规模。基于时间延迟的量子干涉仪，该课题组理...

氢气分子作为最简单的分子，是用于探究光与物质相互作用的一个重要靶源。实验上基于氢气分子在强场下的动力学研究极大深化了人们对于分子与激光相互作用的认识，氢气分子也成为验证化学物理理论模型的重要研究对象。事物的发展往往从简单到复杂，从孤立氢气分子的研究转到分子在耗散环境中的研究是研究者们不断探索的方向。将分子放置于液相环境中，以研究液相环境对于分子动力学的影响，正是其中一个方向，而氦纳米液滴也因此成为...

中红外波段包含了许多重要分子的振转能级跃迁谱线，位于分子特征指纹光谱区，还涵盖了地球大气的多个透明窗口。一直以来，超灵敏中红外探测与成像都是国际研究热点与学术前沿，对于促进极低照度下红外光子测控的广泛应用具有积极意义。然而，现有中红焦平面阵列即便在低温制冷条件下灵敏度也仅为亚纳瓦量级，相应的等效噪声功率为1010光子/秒，远无法实现单光子水平的超灵敏探测。因此，实现室温条件下逼近单光子水平的超灵敏中红...

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室李文雪研究员和顾澄琳副研究员课题组在光学活性光谱测量技术方面取得重要进展，首次将双梳光谱技术应用在气相顺磁分子和液相手性分子的光学活性研究。相关成果于2023年2月16日以“Dual-comb optical activity spectroscopy for the analysis of vibrational optical activity induced by external magnetic field”为题在线发表在Nature Communications 14, 883 (2023)。光学活性光谱...

拓展单光子雷达系统的工作距离、成像分辨率、成像刷新率、点云生成速率等性能是一系列重要发展方向。传统的单光子雷达采用逐点扫描的方式，使用TCSPC技术在每个像素点累积多个激光脉冲回波信号，形成原始直方图，获得激光脉冲飞行时间。高重复频率的激光脉冲可以增加成像系统的计数率，在单位时间内形成更多的有效数据点，提高雷达系统的成像点云生成速率、分辨率、刷新率。然而，高重复频率的激光脉冲意味着较短的成像模糊距离。...