用光脉冲控制化学反应

为获得最大的化学反应产额,法国和德国的一个研究组,已经通过计算得到所需的理想光脉冲形式。实验证明这种最佳的脉冲形式可使化学反应的产额提高60%。 长期以来,化学家和激光专家就梦想能简单地用一串激光脉冲照射分子来控制化学反应结果,但是直到现在,所有实验都是在原有框架下     

飞秒强激光场下的分子动力学研究

飞秒激光通常伴随着极短的脉冲宽度和极强的脉冲强度,前者使人类能够在飞秒的时间尺度内实时观察分子的动力学过程,揭示化学反应的本质．而后者则可以极大地改变分子的行为,使分子发生取向、电离、解离和库仑爆炸等。飞秒激光正由过去的测量工具向现在的控制工具转变,利用     

激光诱导化学反应的并行计算机模拟

激光与分子的相互作用是研究光化学反应的关键因素,是激光控制化学反应的一个重要课题.基于一种半经典分子动力学模型模拟超快飞秒激光脉冲诱导的光化学反应,该模型通过含时的派耳斯(Peierls)替代把激光脉冲辐射场的矢势与电子进行耦合,明确引入激光脉冲和分子的相互作用;基于该模型实现了激光诱导化学反应模拟程序,通过环丁烷及C60的光裂解反应的计算机模拟与实验结果进行对比,结果表明该模拟程序能够真实地重复实验结果,并能够得到许多实验上得不到的细节.为提高大分子光化学反应模拟的效率,对模拟算法进行并行设计并实现;在大型计算机系统中进行测试,该方法可高效模拟激光脉冲对光化学反应结果的影响,为激光控制化学反应的试验提供信息.     

激光相干控制与量子计算中的逻辑门

利用激光控制分子内不同振动模态之间能量转移的几率，论证了激光相干控制能够完成某种量子逻辑门（如量子Ｆｒｅｄｋｉｎ门）的功能。     

点火药爆轰场和起始燃烧过程的时间序列干涉法显示

本文利用脉冲YAG激光引燃点火药产生爆轰场和燃烧场,用时间序列干涉法来获得爆轰场和燃烧的时间序列干涉图。其中时间序列干涉法是由大口径长程干涉仪,序列脉冲激光光源和旋转直角棱镜扫描式高速摄影仪组成。这些时间序列干涉图是进一步研究点火药爆轰场和燃烧场特性的基础。     

分子多能级系统的量子干涉效应研究

量子干涉效应是当前量子光学研究的热点之一．基于量子干涉效应的新观象（如相干粒子数捕获（ＣＰＴ）、电磁感应透明（ＥＩＴ）、无反转激光（ＬＷＴ）以及自发辐射修正（ＭＳＥ）等引起了物理学界的广泛关注．深入研究量子干涉效应具有重要的学术意义和明显的潜在应用前景．对激光物理学、激光光谱学、原子分子物理学及相关的高技术的发展将产生深远的影响． 目前,量子干涉效应及其相关现象的研究主要涉及简单的二能级或Ａ、Ｖ、Ｅ型三能级系统,且限于原子样品,而量子干涉效应及其相关现象要得到真正应用的体系则非常复杂,这些体系包…     

超快脉冲整形及其应用

正随着超快脉冲整形技术的发展,通过在频域上控制激光光谱的相位和幅度可以获得时域上任意形状激光脉冲,因而飞秒激光已经由过去的测量工具转变到现在的控制工具、实践证明,超快脉冲整形技术为研究光与原子分子非线性相互作用提供了前所未有的实验技术手段。目前,这种超快脉冲整形量子相干控制技术已经成为国际上研究热点领域之一,并且被广泛应用在物理、化学、生物、工程等各个学科领域。在这次报告中,将重点介绍课题组最近几年在基于超快脉冲整形控制实现原子分子超快量子调控的理论和实验研究进展,其中包括共振与非共振多光子吸收增强和抑制;相干反斯托克斯拉曼光谱窄化、增强以及选择激发;共振增强多光子电离光电子能谱窄化和增强;分子排列与取向程度提高等等、此外,简单介绍课题组下一步科研工作的研究计划、     

分子及分子-原子混合系统中的量子干涉效应

概述了近年来我们实验室将原子中量子干涉推向分子及分子-原子混合体系中量子干涉效应的研究,内中涉及基于量子干涉的分子跃迁线型畸变、自发辐射的相消和相长、量子干涉的影响因素、分子-原子混合系统中的量子干涉相消和相长、电磁自感应透明等。这些工作将有助于进一步开展分子、凝聚态、材料中的量子干涉和量子操控的研究。     

分子取向及组合场相对相位对CO分子产生孤立阿秒脉冲的影响

原子或分子的光电离是强场物理效应的基础。在强场近似下，对于少周期激光脉冲，实验中已证实采用双色激光脉冲场可以增强和相干控制分子的电离。同时，双色场相对相位也是非常重要的参数，借助相位结构的改变来调节分子的电离亦是控制和优化激光与物质相互作用的重要方式。基于此，本文借助Lewenstein模型计算了双色激光脉冲场中利用CO分子高次谐波获得的阿秒脉冲，分析了不同分子取向下相对相位对分子电离以及产生阿秒脉冲的影响。结果显示，平台区域的超连续展宽在任意相对相位下均可产生，但随着分子取向和激光场相对相位的变化，电离较低时易获得超短孤立阿秒脉冲。     

含碘聚合物的激光固化反应及其应用

高能量的紫外脉冲激光能从单光子或双光子过程使化合物分子活化或解离,产生活泼的原子团,从而引发一系列超快速的化学反应。研究这些快速化学反应的机理及其可能的应用,是近年来激光化学的新课题。     

用激光研究快速化学反应

许多有用的化学反应进行得很慢，要几个小时才能完成。但是，在气体或液体中进行的许多其它反应在一秒钟内就能完成。研究反应动力学的化学家把这类反应当作快速反应。但是,近十年内，脉冲激光技术的发展使化学家有可能研究十亿分之一秒（即纳秒）内发生的超速化学反应。现在人们能买到皮秒脉冲激光器。美国新泽西州贝尔电话实验室的C. Shank等现在已得到飞秒激光脉冲。     

基于空谱干涉和远场的分步式短脉冲激光时间同步探测

提出了一种基于空谱干涉和远场的分步式短脉冲激光同步探测方法,先利用空谱干涉捕捉时间同步的大范围,再利用远场实现同步的高精度探测。采用数值模拟对基于空谱干涉和远场的同步探测进行了分析,研究结果证明了该方法的可行性。该方法兼顾了大范围和高精度的特点,且对光强要求不高,能确保大部分能量用于物理实验研究,适用于短脉冲激光系统。同时,该方法可用于等离子体参数诊断、短脉冲激光相干合成等领域的时间同步的测量与控制。     

以激射光柬制造聚合物

业已证明,可用激光引起一种特定的化学反应。贝尔电话实验室的鲍育汉（Υ. H. Pao) 和伦特惹皮斯（Ρ. Μ. Rentzepis)用脉冲红宝石激光辐照已聚合成一种蒸馏过的苯乙烯单体。单体的分子同时吸收两个光子引起这个反应。     

产生单光子的量子点

量子键分配系统使得人们有可能用牢不可破的代码来传输高度机密的数据。英国剑桥大学的一个研究小组已为这种系统研制出一个关键元件,即一个用电驱动的单光子发射器。 到目前为止,大多数实验用量子密码系统都把会衰减的脉冲激光作为光源。经过改进的系统利用非线性晶体中注入激光脉冲的参数下转换     

多光子跃迁过程中的量子衍射与量子相干控制

从理论上解释了利用相位调制光场如何实现多光子跃迁的量子相干控制。在弱场作用下研究了几种整形激光脉冲形式与二能级原子系统的相互作用过程,研究了整形激光脉冲作用下双光子过程中的量子衍射效应。利用微扰理论给出了多光子跃迁过程的解析表示,根据解析表示解释了阶跃相位和余弦相位调制光场作用下多光子跃迁几率的量子相干控制。结果表明,这两种相干控制过程中都有跃迁几率消除现象,而且不同调制相位光场的作用结果对应着不同的几率消除位置。     

激光对分子振动态的控制与Toffoli量子逻辑门

基于激光相干合成分子的局域模振动态，提出利用激光对分子振动态的控制实现Ｔｏｆｆｏｌｉ量子让的功能。     

双光子效应引起的化学变化

由激光获得的双光子效应首次被用来引起一种特殊化学反应。贝耳电话实验室的鲍和雷泽皮斯用红宝石激光脉冲照射蒸馏的苯乙烯单体,发现有聚苯乙烯产生。这是由于单体分子同时吸收了两个光子而引起的聚合反应。     

干涉挑战量子信息处理技术

纽约罗切斯特大学的一个研究小组证明光干涉信息处理技术比建议的量子信息处理技术更有效。该研究组将该工作结果在巴尔的摩2001年5月的CLEO/QELS上发表。为了阐明一个全光数据库检索的功能，研究人员用一个光谱干涉仪询问Oracle——一个50针的二氧化碲声光调制器。经分束器分光并从衍射光栅反射，使激光脉冲的一部分定向通过调制器，用一个换能器振动该仪器来改变某个频率。该方法识别单一检索选择的频率。干涉挑战量子信息处理技术@余婷     

激光与含能材料互作用的化学反应过程

反应性光声谱技术(RPAS)是近年来发展起来的一门新技术,它用于研究激光与物质互作用和快速的凝聚相化学反应。利用这一技术研究了激光与含能材料互作用的过程。研究发现并证实了脉冲激光激发下凝聚相的化学反应由光激发化学反应、慢速化学反应和快速加速的化学反应等三个阶段构成,反应性光声谱呈现出明显的双峰。     

气相爆炸CO_2气动激光器

本文报导气相爆炸脉冲CO_2气动激光器的实验研究。试验了气体组成对CO_2气动激光器增益和输出激光能量的影响;用激光干涉法摄取了流场干涉图;试验了不同的燃料体系;单次脉冲激光能量约500焦耳。