超快激光研究获国际高度评价

武汉光电国家实验室（筹）陆培祥教授带领的超快激光研究团队自2007年以来，在极端光子学研究方面连续发表了多篇高质量论文，获得了同行高度评价。     

超快动态散斑相关函数的理论研究

将散斑场现象的研究推广到超快领域，从超快激光谱分析和散斑统计理论出发，推导出了超快散斑光强自相关函数。由此研究了超快动态散斑随时间和空间的演化规律，发现了超快散斑的一些基本特征，如散斑颗粒中存在干涉条纹结构及其空间周期随时间减小等，其实质在于等效的散射孔径为物面上两个不断向外扩展的对称孔径，它们之间的距离不断增大，从而使相应的观察面上的光波产生干涉而导致散斑结构中出现干涉条纹，并且干涉条纹的间距不断减小，表现为散斑自相关函数呈现不断加快的振荡。     

超导材料的超快光谱研究

电子、晶格、自旋和轨道微观自由度对超导材料的宏观特性起到至关重要的作用.在超导体系中,特别是非常规超导材料,这些自由度衍生出具有不同能量尺度的玻色激发和有序态.前者如声子、磁振子、电荷密度波、自旋密度波、自旋涨落、向列涨落等;后者如超导态、赝能隙态、向列相、反铁磁/铁磁等.前者与后者的形成密切相关.尤其是,不同的玻色激发在频域内纠缠在一起彼此相互作用,同时又与电子(或准粒子)耦合,构建出复杂而又丰富的平衡态和非平衡态物理过程.超快光谱技术的独特性在于具有宽能量范围和高时间分辨率的特点,利用光(电磁波)与超导材料相互作用中的线性和非线性响应,可以共振或非共振地探测与调控这类材料中的准平衡或非平衡态动力学属性.因为桌面超快光谱系统功能全面且具有很大的灵活性,它不仅被应用于超导体系,而且被广泛应用于其他各种无机和有机材料.由于非平衡态理论,特别是与关联电子体系相关的,目前还处在快速发展的阶段,所以本综述主要介绍了常用的桌面超快光谱技术和目前被广泛使用的相关分析理论,聚焦于讨论超导材料中超快光谱实验数据涌现出来的一些普适性趋势及进展.所涉及的超导材料包含了常规超导体、铜氧化物超导体、铁基超导体和重费米子超导体.     

不同聚集态捕光色素蛋白复合物的超快光谱特性研究

不同聚集态的捕光色素蛋白复合物LHCII(Light-harvesting Complex II)在调节植物光能的吸收和传递上有重要意义。用蔗糖密度梯度离心方法从菠菜类囊体膜上分离出LHCII单体和三聚体,采用超快时间分辨荧光光谱技术,对这两种不同聚集形式的蛋白质复合物的光谱特性、时间特性及色素分子间能量传递的超快过程做研究,并由此推测在植物体内,通过捕光复合物不同聚集态的相互转换来实现光能的吸收传递,从而适应外界光环境的变化。     

香石竹离体快繁过程中玻璃化现象的研究

香石竹（康乃馨Ｄｉａｎｔｈｕｓ Ｃａｒｙｏｐｈｙｌｌｕｓ）在离体快繁过程中,选择合适的激素种类,适当降低细胞分裂素的浓度,提高蔗糖和琼脂的含量,添加适量的活性碳,能有效遏制香石竹玻璃化现象并且可使玻璃化苗逆转成正常苗。     

PSII核心复合物超快动力学研究

应用时间分辨荧光光谱技术，研究了高等植物光系统Ⅱ（PSⅡ）核心复合物中能量传递超快动力学。对实验测得的荧光衰减曲线，进行数据处理，解得荧光衰减的3个时间常数分别为3.9,20.4,930.5ps，各组分荧光占总荧光的百分比分别为1.0%,12.7%,86.3%。对由全局分析得以的荧光强度随波长变化曲线运用高斯多峰解叠运算，解得3个峰值波长分别为671.03,684.74,696.16nm。通过分析，给出了激发能在PSⅡ核心复合物中超快传递的动力学信息及相应的能级关系图。     

高等植物外周捕光天线中的超快过程

利用飞秒泵浦-探测技术对高等植物LHCII中的超快光动力学过程进行了研究。实验上观察了LHCII中色素间的能量传递过程,由飞秒动力学发现,单体内Chlb到邻近的Chla之间的能量传递在200～300fs的时间尺度,Chla激子带间的能量弛豫发生在几百飞秒,不同单体Chla分子之间能量分布过程在几百个皮秒。而飞秒动力学过程中上百皮秒的慢过程归属于不同聚集体之间的能量平衡过程或分子构像变化。     

级联三能级系统超快调制光谱学频谱分辨率的研究

对级联三能级系统超快调制光谱学的光谱分辨率进行了研究，发现其对能级差的测量决定于光学跃迁的均匀增宽，在符合拍频条件时，能级差可超出激光线宽，其测量精度可达到与激光线宽同一数量级。     

超快脉冲激光烧蚀过程中的靶材温度分布

讨论了超快脉冲激光烧蚀靶材时的烧蚀特性及激光频率对温度分布的影响．从包含热源项的导热方程出发，详细研究了在纳秒级脉冲激光作用下单次脉冲和多次脉冲时靶材表面温度的变化规律．结果表明，用超快脉冲激光制膜可以有效地减小烧蚀期间靶材温度的大幅度波动．从而为克服传统PLD制膜技术上的制膜厚度的不均匀及大颗粒粒子的产生从理论上提供了依据。     

J-aggregates聚合物膜的超快飞秒光克尔效应的研究

实验中研究染料分子J-aggregatcs和聚乙烯醇聚合物膜的超快共振光学克尔现象.测量该聚合物膜的光克尔信号随泵浦光功率的变化关系,得到了相关的泵浦阈值.改变泵浦光的波长,发现该聚合物膜的光克尔信号在泵浦光波长为600 nm时达到最大.     

超快冷速对钒钛微合金化超高强冷轧板组织性能的影响

超高强冷轧板生产中连续退火工艺十分重要,其快冷阶段的冷却速度对产品性能有较大的影响。本文是在实验室条件下对钒钛微合金化超高强冷轧板连退冷却工艺中快冷阶段冷却速度对产品性能影响的研究,实现抗拉强度达到1 000 MPa。实验中将快冷速度设置为20,50,200,500和1 000℃/s,利用光学显微镜、SEM、TEM组织观察和力学性能测试等方法,研究发现:随着快冷速度增加,铁素体和马氏体晶粒细化,马氏体比例增加且趋于板条状;抗拉强度、屈服强度、屈强比均增加,而延伸率和强塑积不断降低。     

超磁化条件下超磁致伸缩作动器迟滞现象研究

论述了超磁致伸缩材料的主要物理特性,通过对其迟滞现象的实验观测,指出迟滞现象对超磁致伸缩作动器的精确控制造成的影响.提出了超磁化的方法对迟滞现象进行改善,并通过实验进行了验证,最后从理论上对其有效性做了分析论述.研究表明：采用超磁化后,作动器的力-磁耦合关系更明确,对作动器的控制效果更好.     

一种用于光动力治疗的新型Corrole化合物发光特性研究

通过稳态光谱和皮秒时间分辨的瞬态光谱技术详细研究了一种用于光动力治疗的新型化合物-5,10,15-三(五氟苯基)Corrole(F15TPC)的发光性质.结果表明:F15TPC具有双荧光发射特性;与卟啉相比,F15TPC的S2态荧光量子产率低,S1态荧光量子产率高,F15TPC的S1态荧光寿命为4.8 ns,F15TPC的S1态具有荧光量子产率高、荧光寿命短的特点.这是由Corrole和卟啉发色团本身的电子结构以及其空间结构和对称性差异引起的.根据实验结果及Corrole和卟啉在光学性质方面的相似性,对Corrole的S2态电子转移过程进行了类似的讨论.     

超快扫速循环伏安法的研究进展

本文对超快扫速循环伏安法的研究进展做了一个简要的综述,着重讨论了关于电子仪器,电极与电化学池电位降补偿,背景扣除,数据处理等。所涉及的部分理论和技术问题,引述了２７篇文献。     

基于LabVIEW的飞秒超快动力学数据采集系统

飞秒泵浦-探测技术是一种可以在原子运动时间尺度上实时观测化学反应的有力手段.在飞秒泵浦-探测技术基础上发展起来的分子超快动力学是当前分子反应动力学研究领域的热点和焦点之一.在分子超快动力学的研究过程中,往往需要建立一套高速的数据采集、处理以及分析系统.用LabVIEW程序编写该系统的软件部分,能够完成对飞行时间质谱及其谱峰面积的实时采集.本文介绍了该系统的硬件组成以及软件设计,并把该系统用于邻二氯苯的超快动力学研究中,观察到了二氯苯母体和碎片的寿命.     

FeAs基超导体的超快光谱研究

铁基超导体作为第二个被发现的高温超导体家族,其超导机理无疑是现代物理学中最引人注目的物理问题之一.从凝聚态的角度上看,铁基超导体丰富的有序态主要源于微观自由度,如电荷、轨道、自旋和晶格之间的相互作用演绎而来.近年来,随着飞秒激光技术的飞速发展,超快光谱成为了直接探测材料宏观物理量的微观机制及各种微观自由度之间相互作用的有力工具之一,并广泛应用于铁基超导体研究.本文回顾了FeAs基超导体最近的超快光谱研究,其中包括对能隙函数的探讨、在时域内区分各种有序相及这些相与超导序之间的关系以及相干声子在超导配对中的作用等方面的进展.     

超快材料计量学

本书是第一次描述应用超快激光器进行激光与材料相互作用过程的测量技术的著作。超快激光器出现于上世纪70年代,在物质辐射吸收和后续融化、蒸发等过程中,超快激光具有不同于连续和长脉冲激光器的时间比例尺度,已经被用于许多领域中。目前,超快激光器已经达到平均功率千瓦量级,并满足了先进工业生产的要求。     

利用POCKELS效应对超快电信号进行无扰测量

本文提出了一种对具有重复频率的超快电信号的测量技术。利用Ｐｏｃｋ－ｅｌｓ效应，可对二维平面的高速器件的超快电信号进行无损无扰取样测量，其时间分辩率远超过目前世界上最高水平的取样示波器。本文阐述了此系统的原理及应用，并着重对系统的性能进行分析，指出它的实现可望成为测量快速电信号的一种新型技术。