华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室

<正>华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室瞄准国际最新科学前沿和关键科学技术,以及国家重大战略应用需求,不断突破时间、频率和空间现有测量精度极限,实现高精度、高分辨、高灵敏的光谱测量与应用。实验室致力于探索研究光与原子分子相互作用的新机制、新效应,发展光场时频精密控制与测量的新方法、新技术,开拓精密光谱和精密测量在航空航天、国家安全、国防建设等方面的重大应用,并将科学前沿问     

三次谐波碘分子稳频Nd:YVO4激光器

采用饱和吸收三次谐波检测方法, 在微型NdYVO4倍频激光器调谐范围内, 观测到碘分子超精细结构光谱, 用该光谱信号实现了激光频率的锁定. 锁定误差信号分析表明 微型NdYVO4倍频激光器在532 nm处频率稳定度有可能达到3.0×10-13(1 s积分时间).     

三次谐波碘分子稳频Nd:YVO4激光器

采用饱和吸收三次谐波检测方法,在微型Nd:YVO4倍频激光器调谐范围内,观测到碘分子超精细结构光谱,用该光谱信号实现了激光频率的锁定.锁定误差信号分析表明:微型Nd:YV04倍频激光器在532 nm处频率稳定度有可能达到3.0×10-13(1 S积分时间).     

精密度的追求

锁模飞秒激光产生的光频梳完全革新了光频率的计数技术。有了它们，只需要一步就可以将光学频率和微波频率连接起来，它们还提供了长期缺失的光学原子钟的钟表机构。通过扩展时间和频率的度量衡学的极限，它们使基本物理定律新的检验成为可能。通过用铯原子钟的微波频率对氢原子和其他原子的光学共振频率的精密比较，将确定基本物理常数可能的缓慢变化的灵敏度极限。光学高次谐波的产生将频梳技术扩展到极端紫外，开启了精密激光光谱学新的光谱领域。频梳技术也通过对超快激光脉冲的电场的控制成为阿秒(attosecond)科学的关键。     

用热离子泡开展铯原子强电场特性研究

原子强电场效应的光谱研究大多利用原子束与脉冲激光开展,实验线宽一般为几至几十GHz.近年来随着连续波激光的应用,已有10MHz量级实验线宽的实验结果报道.在泡中开展高分辨电场效应研究也有几例报道,但均通过双光子激发,因而信号很弱,实验仅限干弱场下原子极化率的研究.最近我们将四极-偶极共振增强消Doppler光谱方法引入到     

光纤光学频率梳

在时域上,光学频率梳(光频梳)表现为时间间隔固定的超短脉冲序列,具有飞秒量级的时间宽度和极高的瞬时电场强度;在频域上,光频梳呈现为数百万频率间隔固定的频率齿的集合,每根梳齿都具备窄线宽稳频连续激光器的频率精度。光频梳已经发展成为一种重要的科研工具,广泛应用于高精度原子、分子特征信息识别,物质内部结构解析,生物成像及空间遥感成像等诸多科学研究领域。文章首先说明光频梳的基本技术原理,然后介绍华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室在光频梳研制领域的进展,并详细介绍基于自研光频梳发展的两种应用:双光梳三维编码成像和双光梳分子光谱。     

本期专题简介

<正>基于激光的精密光谱科学与技术的发展,极大地提高了人类探索自然规律的能力,是探索和揭示微观世界规律以及发展重要前沿科学和高新技术的基点和关键。科学技术的多次飞跃都得益于前所未有的测量精度、分辨率或灵敏度的物理技术的发展。近20多年来,在精密光谱科学与技术领域内,已先后获得了多次诺贝尔奖。2018年的诺贝尔物理学奖再一次证明,光场精密控制技术提供了全新的技术手段来观测极其微观的物质和超快的过程,在物理     

光纤环形外腔延时光反馈自相位调制提高半导体激光器混沌载波发射机带宽方法研究

提出光纤环形外腔延时光反馈半导体激光器混沌自相位调制(SPM)提高混沌载波发射机带宽方法, 建立了有光纤环形腔传输的SPM光反馈控制下的激光动力学物理模型. 理论导出SPM作用下激光双反馈频率失谐公式, 指出SPM产生的非线性相移影响了激光器增益和线宽增强因子, 其光纤二阶非线性效应使激光振幅和相位变化更加丰富, 其产生的非线性相移进一步增加了新的频率分量并使频谱展宽. 数值结果表明, SPM确能让激光器混沌带宽增加到4倍以上, 能使激光混沌张弛振荡频率增加到2.56倍, 激光混沌带宽随光纤长度、光纤耦合比例系数、反馈系数、光纤二阶非线性系数等增加而增宽.     

超快太赫兹表面等离子波与非谐振传输场的耦合

亚波长周期孔阵列的太赫兹脉冲透射光谱与孔宽度有关. 在最佳孔宽条件下, 绝对能量透过率达到最大值. 随着孔宽度的增加, 光谱的线宽增加, 峰值频率发生蓝移. 该现象是电磁场通过孔阵列时, 表面等离子波谐振激发与非谐振传输场之间互相耦合的结果. 采用Fano模型对其进行了理论拟合, 并实验测量了随入射角度变化的等离子波传输谱带结构.     

诺贝尔物理学奖与长度标准"米"的定义

2005年度诺贝尔物理学奖由两位美国科学家和一位德国科学家分享。美国科学家格劳伯（R．J．Glauber）由于在光相干量子理论方面的突出贡献而获得一半奖金，美国科学家霍尔（J．L．Hall）和德国科学家亨施（T．W．Hansch）因在精密激光光谱和光学频率梳（简称光梳）方面的突出贡献而分享另外一半奖金。     

从长度米到时间秒: 稳频激光-铯喷泉钟-飞秒光梳-锶光晶格钟

报道了近年来中国计量科学研究院(NIM)在时间频率基准领域的研究进展: 稳频激光波长实际实现国际单位制(SI)的长度单位米(m); NIM5 铯喷泉钟以不确定度2×10^-15 复现时间单位秒(s); 飞秒光学频率梳建立光学频率与微波频率的相干联系, 以优于4×10^-14 的不确定度实现光学波长向标准微波频率的溯源标定; 以及正在研制的锶原子光晶格钟, 为应对未来修改秒定义做准备. 另外, 文中还提出飞秒光梳是从动跟踪系统, 描述其性能的指标应当是它的跟踪精度; 估计了“吸收室 - 原子束 - 原子喷泉 - 原子/离子存储”四种频率参考方案可能达到的不确定度极限.     

单光子探测激光距离测量技术

激光距离测量技术通过测量激光的时间、相位、频率、偏振、强度等信息,实现非接触和高精度的距离测量,在科研和工业生产中具有广泛的应用。单光子探测技术将光电直接探测的灵敏度提高到单光子极限,大幅提升了激光距离测量的能力,使我们看得更远。我们通过发展高速、多通道、高精度单光子探测器,实现了远距离高精度激光三维成像。     

公允价值计量模式在金融资产中运用的思考

文章从阐述如何对金融资产公允价值进行确定、计量入手，分析金融资产运用公允价值计量模式带来的优势，结合金融资产公允价值对企业的影响，提出目前金融资产运用公允价值的建议和对策，对公允价值计量模式在金融资产中的运用作出了论述。     

无转发器式卫星轨道实时精确测量新方法

卫星实时测轨| 光纤时间频率传递| 线性化迭代方法基于GPS定位原理提出了一种卫星轨道实时、精确测定的新方法. 该方法利用了光纤时间频率传递系统的高精度同步的优势, 在可实现位置精确已知的多个地面观测站间高精度时间同步的基础上, 由地面观测站连续向卫星发射测距信号, 并通过卫星上的信号接收和信号处理芯片实时解算出卫星的精确轨道. 由于该方法没有卫星转发时延等误差, 大大地提高了卫星轨道测定的实时性. 研究表明, 在实现地面站间100 ps级时间同步的基础上, 利用该方法获得更高的卫星轨道测距精度是完全可行的. 利用本方法同样可以得到卫星姿态测量的高精度.     

VC++语言编程实现纵断面测量数据的里程平差

文章利用VC++编程语言实现了纵断面测量数据里程误差的自动平差处理,该程序可以对纵断面测量数据进行检查、分析和平差。在里程误差不超限时,利用平差程序实现纵断面测量数据的里程平差。结果表明,自动平差精度可靠,节省了人工平差的繁琐和费时,极大地提高了效率。     

浅谈热电阻和热电偶的区别及判定

热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温仪表,具有简单、可靠、测量精度较高等特点,在实时测温系统中广泛采用,虽然两者作用相同,都是测量物体的温度,但它们的原理与特点却不同。     

片状羰基铁/石蜡复合材料的高频磁性

以球形羰基铁粉为原料, 在不同转速下球磨, 比较了不同球磨速度下样品的形貌和静态磁性. 将球磨后片状样品以50%体积浓度与石蜡均匀混合制备复合材料, 利用同轴线法在0.1~18 GHz频率范围内研究其复数磁导率随频率的变化. 球磨后片状样品的低频磁导率实部值较未球磨样品明显增大, 共振频率向高频方向移动, 在1.5~16 GHz频率范围内磁导率虚部值增大. 将复合材料在磁场内旋转取向, 可以近一步提高样品的复数磁导率, 其磁导率实部值在0.1 GHz时为12.1, 在2 GHz时为11.1, 磁导率虚部最大值为6.2. 可见, 片状羰基铁粉复合材料是一种好的高频软磁材料.     

物理真随机数发生器

介绍了物理真随机数的需求, 对比了物理真随机数和伪随机数的区别, 总结了国内外物理真随机数的研究进展. 特别地, 给出了利用激光器进行物理真随机数发生器研制的多种方案. 最后对本小组近年来在理论和实验方面的研究成果进行了总结性的介绍.     

基于低品位热源的两相热压缩机初步实验

两相热压缩机利用热源驱动,通过活塞的往复运动,使两相工质在热腔和冷腔中来回穿梭,伴随气液相变形成压力波动.它采用低沸点工质,具有驱动温差小、压比大等突出优点,可以利用低品位热源,如废热、太阳能等.自行设计研制了基于低品位热源的两相热压缩机,初步研究了以正己烷为工质的热压缩机系统性能.该压缩机在0.1,0.2和0.3Hz频率下运行时,压比均保持在5以上,且加热功率小于120W.这对有效地利用低品位热源实现热功转化有着重要意义.