Yb3+:YAG晶体因其具有出色的热、机械和光学等特性，一直是高功率固态激光器中广泛使用的增益介质之一。激光运行过程中由于增益介质中的热沉积会造成不良的热效应，不仅影响激光的相干性、偏振性和稳定性，还会阻碍激光功率的提高。为了解决这一基本问题，研究人员开发了各种方法，然而，即使采用先进的散热方案，残余的热效应仍然会使光束质量变差，并最终限制高功率激光的输出。美国...

       近红外单光子源在量子技术的广泛应用中发挥着关键作用。III族氮化物半导体的点缺陷由于其在室温甚至高温下可发射的独特性质，是近年来研究的最有前途的量子发射体之一。其室温能带间隙从0.65 eV (InN)到3.4 eV (GaN)，直到6.23 eV (AlN)范围内连续可调，对应的波长从近红外到紫外的光谱范围。此外，III族氮化物半导体材料还具有热稳定性高，击穿电场高，电子饱和速率高，抗辐射等特点，...

     压缩超快成像技术将时空转换偏转技术结合压缩感知理论，实现对动态场景的多张图片叠加采样并高保真地还原，在被动成像时，成像速度可达10Tfps, 成像帧数可达350帧，在主动成像时，成像速度可达70Tfps，成像帧数可达1000帧，是当今最具潜力的单次曝光成像技术。然而，条纹相机作为偏转器在进行光电转换的时候会受到库伦相互斥力的作用，导致出现一定程度的空间电荷弥散，这一效应限制了条纹相机的时间分辨率进...

在量子信息处理领域有广阔的应用前景。实际应用需要有较长的自旋相干时间来实现对自旋信息的存储和控制，而且最好是在室温条件下。自旋动力学在外延生长的量子点中已经被广泛研究。与之相比，胶体量子点中的相关研究要少得多。胶体量子点的尺寸通常只有几个纳米，导致具有强的载流子局域效应。II-VI族胶体量子点，比如直径为几个纳米的CdSe和CdS量子点，在室温下已证明具有较长的电子自旋退相位时间。由于胶体量子点具有大的比表面...

       飞秒激光加工技术因其优于传统加工技术的高精度、高效率、低附带损伤和广泛的材料适用性，已成为精密加工的有力工具。对飞秒激光加工的超快动力学过程进行成像，对于理解其加工机理和建立相应的物理模型十分重要。目前为止，应用于飞秒激光加工过程观测最常用的超快测量技术是都是基于泵浦探测原理的。但飞秒激光加工是一个破坏性过程，因此泵浦探测技术需要采集不同延迟下不同采样位置的瞬时信息，来...

实现中远红外波段超灵敏探测一直以来都是国际研究热点，不仅推动着红外精密光谱学、红外超快光子学以及红外空间天文学等诸多基础研究发展，而且在自由空间通信、导弹成像跟踪定位、红外预警、红外遥感、远程爆炸物检测等重大军事国防领域有着重要应用，同时也被广泛用于气象监测、空气污染监测、材料处理、疾病检测等民用工业方面。近来，曾和平教授团队搭建完成了基于非线性频率上转换的中红外单光子探测器，其利用非线性和频过程...

分子在强激光场中会吸收多个光子发生阈上双电离解离过程，其中两个电子的电离时间和路径是理解该物理过程的关键。以自然界中最简单的氢气分子为例，存在两种增强电离机制，分别为隧穿图象下的电荷共振增强电离机制和多光子图象下的阈上库伦爆炸机制。前者是由于在特定核间距下被电场压底的库仑势使电子更容易逃逸出来；后者是由于电离势与多光子能量共振从而使电离率增强。目前这两种增强电离机制普遍通过氢气分子库伦爆炸产生的动...

在通讯、雷达、全球定位系统等应用中，人们不断追求噪声更低、精度更高的电磁波，从而增大通讯容量、提高定位精度。在这些应用中，微波频率合成器发挥了重要作用，它能在所需要的频率处输出与微波钟性能相当的电磁波信号。近年来，光波波段的电磁波（频率比微波高四个数量级）的性能已超越了微波：低噪声光学振荡器的频率稳定度已达到10-17量级（1秒积分时间），光钟的精度已到10-18量级，比铯喷泉钟还好两个数量级。有了如此性能...

多像素光子计数器（MPPC）作为一种硅基雪崩光电二极管（Si APD）的继承与发展，由多个Si APD集成，既具备了Si APD的高效率、光谱响应范围宽的优势，同时又具备了出色的光子数分辨能力和更宽的动态范围。利用这两种优势，MPPC被广泛应用于量子态探测，量子随机数产生，遥感与测距以及生物医学等诸多领域。此前，武愕研究员团队已经成功利用量子探测器层析（QDT）技术对MPPC进行了标定，该技术完整的表征了MPPC，证明了MPPC属于量子...

超冷分子为物理常数的精密测量、冷化学冷碰撞以及量子模拟提供了重要的研究平台。但是分子的复杂内态使得激光冷却和囚禁后的分子无论从数目还是温度上都和超冷原子团有一定的差距。近年来，传统多普勒冷却后装载到 MOT 之后分子温度最低达到几个 μK，数目有 105〖10〗^5个，然而较少的数目大大限制了冷分子的应用。最近，印建平小组提出了一种新的冷却途径，超声分子束先经过Stark减速、静电阱的装载和磁阱的压缩，之后装载到蓝失...

超快电子衍射技术能够直接探测毫埃和飞秒时间尺度的原子结构和电子动力学，因为被广泛应用于物理，化学和生物等领域。物质结构子系统不同自由度之间显著的关联作用，如声子，电子，轨道和自旋等，决定了体系宏观的基本物性。解析这些最基本的关联作用需要飞秒到阿秒的时间分辨能力，因而更高的时间分辨一直是超快电子衍射技术的研究热点。提升超快电子衍射技术时间分辨主要是通过射频场或者THz场对电子脉冲进行主动压缩，从而产生...

分子三重态在光催化有机合成，光动力学疗法，太阳能转换，氧气传感和光子上转换等过程中都起到重要的作用。分子通过系间穿越（intersystem crossing, ISC）的方式产生三重态是最常见的情况，但是由于系间穿越过程涉及到电子自旋翻转，因此速率通常较低（~108 s-1）。在这个时间尺度上，内转换、荧光发射等激发态弛豫方式通常会和系间穿越相竞争进而影响分子三重态产生的效率。由于系间穿越过程满足角动量守恒定律，因此通过轨...

惯性导航系统是一种抗干扰能力强的自主式导航系统，在卫星导航系统使用受限的环境下能起到重要作用。作为惯性导航系统的核心部件之一，目前在用的陀螺仪无法兼得高精度与小型化，从而限制了惯性导航系统的发展。得益于微加工技术的发展，核磁共振陀螺仪可以兼顾高精度和小型化，相比其他陀螺仪具有更大的发展潜力，目前已成为惯性导航领域的研究热点之一。核磁共振陀螺仪需要对惰气原子宏观磁矩的进动信号进行检测，从而获得载体的...

作为第三代宽禁带半导体的代表材料之一， 六方氮化硼（h-BN）以其宽带隙、高温稳定性、优异的力学性能、低介电常数和化学惰性等优点，被认为是保护二维晶体材料本征特性的最佳材料。目前，晶圆级单晶h-BN单层的可控制备已经取得突破性进展，但单原子层厚度的h-BN还不足以满足很多实际应用的需求。大面积、高质量（或单晶）多层h-BN 的可控制备是实现其在二维晶体器件的规模化应用中需要克服的瓶颈问题。现阶段，可控制备晶圆级单晶...

环化荧光蛋白探针是近年来快速发展的一类基因编码生物探针。它具有良好的生物兼容性，并且更易感受外界环境的变化，在生物检测方面具有重要的应用，所以引起了越来越多科学家的重视，现已发展成为一类非常重要的荧光蛋白生物探针，众多文章发表在CNS的主刊和子刊上。环化荧光蛋白探针通常是通过对荧光蛋白进行改造而获得，通过基因技术将荧光蛋白多肽序列原先开放的C端和N端封闭，在其发色团附近打开，并与感应蛋白融合从而获得环...