环形光晶格中的单原子阵列囚禁及旋转控制

利用激光囚禁和操控的单个中性原子和原子阵列,是量子仿真和量子计算的理想候选量子体系,是当前量子调控研究的难点和热点问题.中国科学院武汉物理与数学所波谱与原子分子物理国家重点实验室詹明生和王谨研究组     

聚合物混合体系相分离过程的分形凝聚

合金体系和高分子共混体系相分离动力学的研究已取得了很大进展。人们已经发现在相分离过程中,结构函数具有动态标度行为(Dynamical caling)。但是对于结构函数的标度行为反映了一种什么样的物理图象,分相体系微结构的何种特征决定了结构函数的标度行为等问题尚不十分清楚.我们用计算机模拟,激光光散射和图象分析方法、基于     

预脉冲激光辐照靶面所发射的背景连续谱

激光等离子体相互作用中的许多物理过程都与冕区等离子体的尺寸及密度分布有关。因而,预脉冲激光(prepulse)的存在将直接影响主脉冲激光与靶的耦合物理。至今尚未见到能诊断预脉冲所预先形成的等离子体性质的方法。我们首次提出,利用预脉冲激光辐照靶面昕发射的背景连续谱可以诊断这种先行低温等离子体的温度。     

马杰:"冷"专业的铁粉儿

正"今天我们讲激光的原理……"山西大学一间教室里,讲台上的老师正用最通俗的语言讲述着激光光谱,每说到一个专业术语他都会配合动作进行示范。他就是马杰,山西大学物理电子工程学院党委副书记、院长,国家级物理实验中心主任,多年来一直从事超冷分子物理的实验研究。     

激光加速器中的靶科学与技术

激光加速器通过激光打靶产生高能带电粒子,是一种极具潜力的新型加速器.与“靶”相关的科学与技术,对激光加速器性能的提升、设备的实用化与普及起着至关重要的作用.本文概述靶科学与技术对激光加速器的重要意义,探讨其中的关键问题,着重介绍北京大学重离子物理研究所研究团队在相关领域取得的进展.通过与纳米科技结合,我们创立发展了碳纳米管靶体系,成功解决了临界密度靶难题;设计并构建双层纳米靶,实现了重离子级联加速过程,解决了短脉冲激光加速重离子/超重离子时高效电离与长时间加速难以兼得的瓶颈问题,创纪录地获得了580 MeV碳离子与1.2 GeV金离子;攻克了高品质靶材批量制备、靶材损伤阈值测控、高精度瞄靶、重频打靶等关键技术,有力推动了激光离子加速器实用化进程.     

相对论激光器

以狭义相对论和受激辐射理论为出发点,吸收天体物理和高能技术的思想,与激光物理结合,提出了一种新的激光原理。利用负温度态高能离子束辐射的相对论多普勒效应,原则上可以实现从红外到X射线连续调谐激光器,调频范围的理论值为∞。对此暂称     

激光和量子电子学

量子电子学隶属物理学,它和应用技术领域的关系密切,激光是其实用性应用的基础.光电子学或电子光学随着激光的实用化进展而分化并继续发展.无疑量子电子学本身是物理学的分支,而激光光谱学则成为基础物理应用中的重要部分.以下将讨论今后激光和量子电子学的发展.     

从啁啾脉冲放大到强场激光物理——2018年诺贝尔物理学奖解读

1985年,Donna Strickland和Gérard Mourou等提出了啁啾脉冲放大(chirped pulse amplification,CPA)技术的概念,这是超高峰值功率超短脉冲激光技术发展的一个重要里程碑,直接推动了超强超短激光和强场激光物理等研究领域的诞生。目前,利用CPA技术已经可以获得峰值功率达到10拍瓦(PW,1 PW =10¹⁵ W)量级的激光脉冲,被认为是“将影响从聚变到天体物理的每一项研究”的成果。也正因此,发明啁啾脉冲放大(CPA)技术的法国科学家Gérard Mourou和加拿大科学家Donna Strickland,获得了2018年诺贝尔物理学奖。首先,初步介绍了Strickland和Mourou提出的啁啾脉冲放大(CPA)技术;然后,结合上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点室在超强超短激光技术和强场激光物理研究等方面的成果,以及承担的国家重大科技基础设施项目“上海超强超短激光实验装置”,简单介绍了Gérard Mourou和Donna Strickland 获奖的意义;最后,对相关领域未来发展进行了初步的展望。     

激光、啁啾脉冲放大、超快光学和诺贝尔奖

2018年诺贝尔物理学奖表彰了两项在激光物理领域的突破性发明,其中啁啾脉冲放大是获得超强超短激光脉冲的核心技术.本文介绍了自1960年世界上第一台激光器问世以来,人们在追求超短激光脉冲过程中一系列关键成果,及其在现代科学研究中的重要应用.     

激光核聚变

激光核聚变是目前国际上的一个重大科研课题。本文从企图实现受控热核反应的角度介绍激光核聚变的向心聚爆方案发展过程及有关的若干物理问题。此外,惯性约束的激光核聚变在军事上的应用已越来越受到重视,本文对这方面的研究情况也作了简略介绍。     

在微观世界研究中奋力开拓的青年学者——访中科院上海光机所研究员张敬涛

现年38岁的张敬涛闪阿秒物理方面的研究而入选2008年度启明星跟踪计划，这也是他自2005年以来第二次与启明星计划结缘。何谓阿秒物理？阿秒物理究竟是研究什么的？这些疑问和兴趣促使我和世界科学编辑部编辑郭纪生约访了这位中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室的研究员。     

超强激光场中分子波包的演化

强激光与物质的相互作用已成为物理研究中一个极为活跃的领域.在激光场强接近原子单位场强时,会出现许多非线性的物理现象.近几年来,分子与强激光场的相互作用研究也极为活跃,研究的主要目的在于探索激光强度在控制化学反应动力学方面的作用以及利用强激光场离解分子来研究分子激发态波包结构,与原子情形相似,强激光场中的分子行为也表现出一系列的非线性效应,如阈上离解、“库仑爆炸”和分子稳定化等.     

量子力学的光辉八十年(二)

量子物理学的不断扩展 量子力学发端于原子物理，很快地延伸、被用于物理学各分支领域，既导致核物理、粒子物理应运而生，又促使固体物理以至凝聚态物理、激光物理以及非线性光学突兀崛起。八十年来，量子物理学总体的疆域在不断地扩展着。再说一说粒子物理，它的形成和发展，乃与量子场论的延拓几乎同步。     

美哉物理(十八)造福人类科学美学之真谛(下)

现代科技发展是现代物理理论拓展的驱动力激光技术亦被公认为20世纪最重大的技术成就之一。激光机理、即受激发射原理便是爱因斯坦在其量子辐射理论里所作出的科学预言。激光是相干光,其亮度、单色性、方向性都比普通光强得多,故而在精密加工、医疗手术等方面得到广泛应用;人们     

一种新型双电流探针研究激光等离子体自发电流

激光辐照固体靶产生的激光等离子体自发电流研究是高温、高密度等离子体物理研究的一项重要内容。传统的研究方法是采用带耦合线圈的单电流探针。我们首次研制了一种新型的双电流探针研究激光等离子体自发电流。优点是在一次激光辐照靶中,不仅可以测量到激光等离子体自发电流随时间的变化,而且可同时得到电流空间分布两个点的数据。这种新方法测量精度较以往的单电流探针法高。在实验方法上,传统的实验均采用较长脉冲宽     

应用CWCO_2激光器在液相体系中分离铀同位素

激光分离铀同位素在气相介质中已经取得了重要进展。对于液相体系,由于分子密度大,能量传递极为迅速,因而要在液相介质中进行激光分离铀同位素十分困难,以致尚未有成功的报道。本文报告了应用红外激光增强萃取速率的效应,在UO_2Cl_2(8.4 M HCl)-TBP(煤油)液相体系中分离铀同位素的实验结果。     

阿秒脉冲产生的技术原理及进展

随着超短脉冲激光技术的快速发展,人们观察超快动力学的视野从飞秒领域跨入到阿秒领域.由于电子绕氢原子核转1圈的时间大约为1.5×10-16 s,即150 as,因此阿秒激光脉冲的出现为人类提供了打开原子内部动态世界大门的钥匙,成为21世纪激光物理与技术最重要的进展之一.经过多年的不断创新和突破,阿秒脉冲产生技术从最初只能...     

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。     

实现γ射线激光之路

分析了形成激光的诸要素,统一地理解了普通(以原子、分子或凝聚态物质为介质的)激光和自由电子激光的运作机制.由此认识了实现γ射线激光的困难和解决办法,即让带电粒子在普通激光中摆动,再配以适当的"共振"和"抽运"机制.为了进行精确可靠的分析我们建立了激光中的量子电动力学.她与真空中的量子电动力学等价,因此是当今最可靠的物理理论.由此明确得出的结论是,一束适当能量的单能直线前进的电子与一束单色平面波普通激光迎面相撞将产生γ射线激光,称为量子自由电子激光.当然,这是理想条件下的理论结论.然而协同学(synergetics)告诉我们,在实际条件逼近理想条件的过程中会有一临界点,越过这一点,诱致辐射的正反馈会导致一雪崩式的过程,电子束与普通激光碰撞产生的γ射线束遂相变为γ射线激光.     

用超声化学方法产生超细非晶态铁微粒

超细金属微粒是新材料的重要部分,是一种在纳米级范围内研究的新的物理状态,具有与人们通常所认识的“块状”材料不同的新的物理、化学特性,以及崭新的应用前景.因此国际上在发展新材料的计划中,都瞄准这一新的纳米科技的前沿领域,并促使其研究、开发和应用迅速发展.纳米级金属微粒的制备方法很多,大致可分为物理、化学和综合方法等.发展较快的有激光气相法、激光加热蒸气法和红外多光子解离法.本文研究用超声化学方法产生非晶态铁微粒.非晶态铁可作为耐腐蚀涂料、高磁性记录密度材料以及用于制造电力变压铁