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“星光”超短超强激光实验平台发展现状
1
作者 吴玉迟 韩智龙 +2 位作者 李纲 赵宗清 周维民 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第3期3-16,共14页
综述了等离子体物理全国重点实验室“星光”超短超强脉冲激光实验平台的发展历程与现状。目前,平台包括星光Ⅲ装置与SILEX-Ⅱ装置。面向惯性约束聚变(ICF)、高能量密度物理(HEDP)、极端条件下的物质特性等研究开放,提供极端状态产生、... 综述了等离子体物理全国重点实验室“星光”超短超强脉冲激光实验平台的发展历程与现状。目前,平台包括星光Ⅲ装置与SILEX-Ⅱ装置。面向惯性约束聚变(ICF)、高能量密度物理(HEDP)、极端条件下的物质特性等研究开放,提供极端状态产生、“泵浦-探测”等关键实验能力。重点介绍了星光Ⅲ装置和SILEX-Ⅱ装置的系统构成与关键技术。星光Ⅲ装置可实现纳秒、皮秒、飞秒三种脉宽激光的高精度同步输出;SILEX-Ⅱ装置采用全OPCPA架构,可实现高对比度、拍瓦级峰值功率飞秒激光脉冲。最后,展示了“星光”平台上开展的多束激光协同的代表性实验。 展开更多
关键词 激光器 超短超强脉冲激光 星光Ⅲ SILEX-Ⅱ 光参量啁啾脉冲放大
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面向眼轴测量系统的瞳孔中心定位算法
2
作者 陈龙 张瑞 +3 位作者 薛鹏 吴传超 王耀利 武京治 《应用光学》 北大核心 2026年第2期311-320,共10页
为提升基于低相干干涉原理的眼轴测量系统在图像采集阶段的自动化与定位精度,提出一种面向瞳孔中心识别的轻量化图像分割模型。该模型融合基于Mamba状态空间建模启发的注意力机制,用于增强对小目标区域的特征表达;引入频域融合与双残差... 为提升基于低相干干涉原理的眼轴测量系统在图像采集阶段的自动化与定位精度,提出一种面向瞳孔中心识别的轻量化图像分割模型。该模型融合基于Mamba状态空间建模启发的注意力机制,用于增强对小目标区域的特征表达;引入频域融合与双残差连接,提升跳跃连接中的边缘定位能力;同时采用深度可分离卷积以降低模型复杂度,提升嵌入式部署性能。采用海康相机采集图像构建数据集进行实验验证,结果表明模型在mIoU(mean intersection over union)指标上较SE(squeeze-and-excitation)模块提升0.89%,较CBAM(convolutional block attention module)提升1.05%;在Recall指标上较TransUNet提升0.49%;整体识别准确率达99.86%,在强光干扰与睫毛遮挡等复杂环境下仍具良好稳定性。进一步结合Canny边缘检测与最小二乘椭圆拟合算法,实现瞳孔中心的高精度定位。该方法为眼轴测量系统提供了鲁棒、精确的图像处理方案,显著提升系统自动化与光路对准能力。 展开更多
关键词 眼轴测量系统 状态空间建模 频域融合 CANNY边缘检测 最小二乘法
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高功率光纤激光器SRS与TMI相互作用研究进展
3
作者 解子俨 张利明 +3 位作者 张雪霞 邓宇 胡传舟 赵鸿 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期155-163,共9页
高功率光纤激光器广泛应用于工业和科研领域,但往往由于非线性效应、模式不稳定等影响因素,导致其功率难以进一步提高。研究表明受激拉曼散射(SRS)会在光纤内引起激光的模式变化,这种模式畸变主要分成两种:其一是SRS通过量子亏损效应产... 高功率光纤激光器广泛应用于工业和科研领域,但往往由于非线性效应、模式不稳定等影响因素,导致其功率难以进一步提高。研究表明受激拉曼散射(SRS)会在光纤内引起激光的模式变化,这种模式畸变主要分成两种:其一是SRS通过量子亏损效应产热诱发动态温度梯度,形成热致折射率光栅,从而激发热致模式不稳定性(TMI);另外SRS会引起一种准静态的模式畸变,其机理涉及纤芯泵浦效应与模间混频(IM-WM)的共同作用。当前研究仍存在理论模型与实验结果不完全匹配、两种模式不稳定过渡阶段机制不明确等问题。针对以上问题,本文系统分析了SRS与TMI相互作用的物理机制及最新进展,为高功率光纤激光器的性能优化提供了理论参考与研究思路。 展开更多
关键词 高功率光纤激光 受激拉曼散射 光谱演化 模式畸变 横向模式不稳定性 激光技术
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强非局域非线性介质中的扭曲部分相干涡旋光孤子特性
4
作者 王东林 赵雅梅 +3 位作者 赵嘉盟 邓宇 李晓庆 季小玲 《物理学报》 北大核心 2026年第4期253-262,共10页
部分相干光是实际场景中常见的光场形式,部分相干性更是光束的基本特性.然而,部分相干涡旋光束因部分空间相干性,使其在强非局域非线性介质(SNNM)中难以形成光孤子.本文将广义衍射积分理论与SNNM变换矩阵相结合,推导出了扭曲部分相干涡... 部分相干光是实际场景中常见的光场形式,部分相干性更是光束的基本特性.然而,部分相干涡旋光束因部分空间相干性,使其在强非局域非线性介质(SNNM)中难以形成光孤子.本文将广义衍射积分理论与SNNM变换矩阵相结合,推导出了扭曲部分相干涡旋(TPCV)光束在SNNM中的解析传输公式.研究发现,由于光束的扭曲特性,TPCV光束即便在极低的空间相干性下,也能够在SNNM中形成环状光孤子,本文还给出了其形成光孤子的具体条件.进一步分析表明,TPCV光束相干性越差,其环状光孤子的亮度越高,且梯度力越大,因此其在光学操控应用领域具有潜力.另一方面,研究表明TPCV光束与扭曲高斯-谢尔模型光束构成的同轴非相干合成光束,在一定条件下也能够在SNNM中形成光孤子,且该条件与光束相干度、拓扑荷数和子光束功率占比均无关.此外,通过调控光束相干度可调控合成光束梯度力,通过调控拓扑荷数和子光束功率占比可实现不同轮廓的光孤子.本文研究结果在光学操控、材料加工和光束整形等领域具有重要意义. 展开更多
关键词 扭曲部分相干涡旋光束 强非局域非线性介质 光束传输特性 光孤子
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基于激光尾场的超短超强中红外脉冲产生及应用
5
作者 聂赞 向海龙 +3 位作者 王心成 何运孝 华剑飞 鲁巍 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第3期117-129,共13页
超短超强中红外激光脉冲在强场物理、超快化学、环境监测、生物医疗等领域有独特应用价值,尤其在强场物理研究领域中,超短超强中红外光为开拓超强激光与物质相互作用的新物理提供了不同于以往近红外波段的波长新尺度。然而受限于传统激... 超短超强中红外激光脉冲在强场物理、超快化学、环境监测、生物医疗等领域有独特应用价值,尤其在强场物理研究领域中,超短超强中红外光为开拓超强激光与物质相互作用的新物理提供了不同于以往近红外波段的波长新尺度。然而受限于传统激光晶体及非线性晶体损伤阈值,长期以来产生大能量近单周期中红外光源始终是超快激光技术领域的重要挑战。近年来,利用等离子体作为非线性光学介质,基于激光尾场的等离子体光子减速过程产生超短超强中红外脉冲成为激光等离子体领域的研究新方向。本文围绕等离子体光子减速这一物理机制,系统介绍其基本原理、数值模拟及实验研究进展以及未来的应用前景。 展开更多
关键词 等离子体尾场 光子减速 中红外激光 超短超强激光
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神光Ⅱ升级装置激光产生电磁脉冲实验研究
6
作者 何飞杭 李伟任 +4 位作者 董玉峰 张成龙 王铿淇 张喆 徐妙华 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第3期149-156,共8页
研究了神光Ⅱ升级装置上,高功率激光与固体靶相互作用产生的电磁脉冲特性及机制。实验中采用皮秒与纳秒脉冲激光,分析不同打靶方式下电磁脉冲的波形与频谱特征。结果表明,皮秒脉冲激光作用下的电磁脉冲主要由流经送靶装置的中和电流产生... 研究了神光Ⅱ升级装置上,高功率激光与固体靶相互作用产生的电磁脉冲特性及机制。实验中采用皮秒与纳秒脉冲激光,分析不同打靶方式下电磁脉冲的波形与频谱特征。结果表明,皮秒脉冲激光作用下的电磁脉冲主要由流经送靶装置的中和电流产生,其峰值电场强度随激光能量近似线性增加。纳秒脉冲激光作用下,电磁脉冲强度较低,振荡电场持续时间较短,并伴随较长的准直流分量。仅使用上方8路纳秒激光时,电磁脉冲强度显著高于16路同时作用,表明激光打靶构型对电磁脉冲产生具有调制作用。皮秒激光与纳秒激光组合实验中,皮秒激光产生的电磁脉冲峰值明显减弱,推测与纳秒激光形成的大尺度等离子体有关。研究结果为高功率激光-固体靶相互作用中的电磁干扰机理分析及实验装置防护提供了重要实验依据。 展开更多
关键词 神光Ⅱ升级装置 激光-靶相互作用 电磁脉冲 中和电流
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可见光至中红外光纤超连续谱的研究进展
7
作者 龚虹韬 张斌 侯静 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第2期200-213,共14页
光纤超连续谱具有光谱宽、亮度高、空间相干性好等优势,在光电对抗、气体探测、光学相干层析成像等领域应用前景广阔。针对不同应用场景对超连续谱性能提出的差异化需求,分别从光纤超连续谱的功率提升、长波拓展、低噪声研究三个核心方... 光纤超连续谱具有光谱宽、亮度高、空间相干性好等优势,在光电对抗、气体探测、光学相干层析成像等领域应用前景广阔。针对不同应用场景对超连续谱性能提出的差异化需求,分别从光纤超连续谱的功率提升、长波拓展、低噪声研究三个核心方向,回顾了近年来在上述三个方面的研究进展,总结了性能提升的技术路线,并对未来的发展进行了展望,旨在为高性能超连续谱的研制与应用提供帮助。 展开更多
关键词 超连续谱 可见光至中红外 高功率 低噪声
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基于掺Pr^(3+)晶体的单纵模320 nm紫外激光器
8
作者 李世杰 季鑫 +3 位作者 陈曦 李奇 王斌 郑权 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期182-186,共5页
介绍了一种瓦级输出功率的单纵模320 nm紫外激光器。采用功率20 W的444 nm InGaN激光二极管作为泵浦源,端面泵浦15 mm长的Pr^(3+)∶LiYF_(4)晶体,使用布鲁斯特角度切削的LBO晶体作为腔内倍频晶体,采用环形谐振腔技术进行单纵模的选取。... 介绍了一种瓦级输出功率的单纵模320 nm紫外激光器。采用功率20 W的444 nm InGaN激光二极管作为泵浦源,端面泵浦15 mm长的Pr^(3+)∶LiYF_(4)晶体,使用布鲁斯特角度切削的LBO晶体作为腔内倍频晶体,采用环形谐振腔技术进行单纵模的选取。在优化反射镜参数后,当入射泵浦功率为18 W时,320 nm紫外单纵模激光器的最大输出功率为1.17 W,是目前已知最高320 nm单频输出功率,线宽小于5.53 MHz。该研究展示了环形腔技术在高性能单频紫外激光制备中的优越性,为相关领域提供了新的技术路径和性能参考。 展开更多
关键词 紫外激光器 Pr^(3+)∶LiYF_(4)晶体 单纵模 环形谐振腔 320 nm
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激光参数对复合绝缘子芯棒表面影响研究
9
作者 黄秉钰 方春华 +6 位作者 蔡勇 袁田 许文荣 赵彦华 苏首铝 张晋 刘叶颀 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期202-210,共9页
在复合绝缘子芯棒的激光表面处理过程中,不当的激光参数组合会引发能量积累时间过长,导致处理过程中表面出现碳化等不可逆损伤。为实现表面形貌可控改性并规避热损伤风险,本研究以玻璃纤维/环氧树脂拉挤芯棒为对象,构建三维有限元模型,... 在复合绝缘子芯棒的激光表面处理过程中,不当的激光参数组合会引发能量积累时间过长,导致处理过程中表面出现碳化等不可逆损伤。为实现表面形貌可控改性并规避热损伤风险,本研究以玻璃纤维/环氧树脂拉挤芯棒为对象,构建三维有限元模型,仿真分析激光多参数耦合对表面温度场的影响规律,确定温度安全阈值;进一步通过试验结合二次响应曲面法(RSM),系统研究阈值范围内参数耦合效应对表面形貌的影响机制,实验结果表明:仿真温度场与实测结果相近,验证了模型可靠性;在有效阈值内功率与扫描速度(p<0.0001)对R_(a)的主效应显著,贡献率分别为27.3%与51.0%;二者交互作用显著(p=0.0018,贡献率11.8%);速度二次项(p=0.0193)表明R_(a)随速度呈非线性变化,临界值65 mm/s后变化趋缓;频率影响不显著(p>0.05)。 展开更多
关键词 复合绝缘子芯棒 激光表面处理 响应曲面法 表面形貌影响机制
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分离式Ⅱ类匹配三共振复合型光学参量振荡器及其量子关联特性
10
作者 李廷鱼 段丽凤 《量子光学学报》 北大核心 2026年第1期17-23,共7页
三共振光学参量振荡器是产生量子纠缠态的重要手段,但其发展受限于调谐范围窄、易出现模式跳变的技术难题。本文中提出了基于分离式复合腔设计的双输出端口三共振光学参量振荡器方案,通过为泵浦光、信号光和闲置光分别构建独立谐振腔,... 三共振光学参量振荡器是产生量子纠缠态的重要手段,但其发展受限于调谐范围窄、易出现模式跳变的技术难题。本文中提出了基于分离式复合腔设计的双输出端口三共振光学参量振荡器方案,通过为泵浦光、信号光和闲置光分别构建独立谐振腔,解决了传统结构的调谐限制问题。实验结果表明,该系统在PPKTP晶体40~105℃的温度调谐范围内实现了信号光940~1024 nm和闲置光1104~1222 nm的宽波段输出,同时保持了~30 mW的低振荡阈值。通过压电陶瓷PZT精密控制,在温度固定时获得了超过2 GHz的连续无跳模频率调谐范围。量子测量显示信号光与闲置光之间的关联系数达0.82。本研究为可调谐三组分纠缠态的制备提供了有效的技术方案,在量子信息处理领域具有重要应用价值。 展开更多
关键词 光学参量振荡器 三共振 光学谐振腔 量子关联
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激光外腔谐振倍频技术研究进展
11
作者 刘润攀 颜博霞 +6 位作者 李岩 周密 亓岩 余洋 王延伟 范元媛 王倩 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期164-172,共9页
外腔谐振倍频技术因能实现高转换效率、窄线宽的单频连续短波段激光,在精密测量、量子光学、先进制造等领域展现出巨大潜力,获得科研人员的青睐。本文简要介绍了外腔谐振倍频技术原理,以及光学谐振腔的锁定方法,并全面梳理了该技术在半... 外腔谐振倍频技术因能实现高转换效率、窄线宽的单频连续短波段激光,在精密测量、量子光学、先进制造等领域展现出巨大潜力,获得科研人员的青睐。本文简要介绍了外腔谐振倍频技术原理,以及光学谐振腔的锁定方法,并全面梳理了该技术在半导体激光器、光纤激光器和固体激光器作为基频光源倍频的研究进展,重点介绍了波长、输出功率、转换效率以及激光线宽等技术指标,并介绍本课题组的研究成果,采用窄线宽单频光纤激光器作为基频光源,实现倍频532 nm,功率10.6 W的单频连续绿光输出。 展开更多
关键词 外腔谐振 单频 稳频技术 倍频转换效率
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基于光注入直接调制半导体激光器的混沌带宽增强
12
作者 尚锦涵 熊浩凯 +1 位作者 张建国 李璞 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2026年第2期209-214,共6页
提出一种利用光注入直接调制半导体激光器增强混沌带宽的方法.利用两个自由运行半导体激光器构成单向主从结构,引入直接调制使半导体激光器产生调制边带,通过优化调制深度、调制频率、频率失谐以及注入强度,实现了原始混沌信号的带宽增... 提出一种利用光注入直接调制半导体激光器增强混沌带宽的方法.利用两个自由运行半导体激光器构成单向主从结构,引入直接调制使半导体激光器产生调制边带,通过优化调制深度、调制频率、频率失谐以及注入强度,实现了原始混沌信号的带宽增强.实验结果表明,当主激光器和从激光器的电流调制频率分别为1.3 GHz和1.6 GHz时,利用光注入分布式反馈半导体激光器的混沌信号将最大带宽从7.2GHz提升至14.1 GHz,使混沌带宽增加了近1倍.进一步分析主从激光器施加的调制信号对从激光器输出特性的影响发现,该混沌带宽增强是由两个半导体激光器调制边带之间相互拍频所导致. 展开更多
关键词 光学工程 混沌激光 半导体激光器 带宽 直接调制 单向光注入 拍频
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异质异构集成高精度光学频率合成技术及应用(特邀)
13
作者 王文亭 董紫祎 +3 位作者 周治垒 张朗朗 卢永民 祝宁华 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期315-338,共24页
光学频率梳由大量等间距、相位锁定的频谱梳线组成,已成为精密光谱测量、相干光学、计量学、大容量通信等领域的重要工具。随着芯片集成化技术的快速发展,传统体积庞大、功耗较高的光学频率梳正在向小型化和集成化方向发展,集成光学频... 光学频率梳由大量等间距、相位锁定的频谱梳线组成,已成为精密光谱测量、相干光学、计量学、大容量通信等领域的重要工具。随着芯片集成化技术的快速发展,传统体积庞大、功耗较高的光学频率梳正在向小型化和集成化方向发展,集成光学频率梳应用而生。集成光学频率梳具有高集成度、低功耗、大重复频率、高单梳齿功率等特点,有望突破传统光学频率梳在体积、功耗、性能等方面的瓶颈,引发光学频率梳领域的新一轮技术发展。集成化光学频率合成技术基于集成非线性光学与异质异构集成技术,实现了从微波到光频的高精度合成,提高了信号合成的精度和系统稳定性。首先回顾了光学频率合成器的发展历程,然后阐述了集成化光学频率合成器的基本原理、实现机制、关键器件与典型应用。针对现有技术的局限性,展望了未来的研究重点,包括新材料的应用、系统集成优化以及多功能器件的协同发展,为光学频率合成技术的进一步突破提供方向。 展开更多
关键词 微波光子学 集成光学频率梳 混合集成 频率合成 半导体激光器 光电探测器
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基于分数阶涡旋激光束的纳米粒子高精度控制
14
作者 戴金宇 张笑河 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期148-155,共8页
提出了一种基于分数阶涡旋光束的纳米粒子三维操控方法。通过建立分数阶涡旋光束的矢量衍射模型,揭示了拓扑系数与光场相位奇异性之间的映射关系。数值模拟结果表明,分数阶涡旋光束的焦场可视为整数阶模式的相干叠加,且其权重分布呈现... 提出了一种基于分数阶涡旋光束的纳米粒子三维操控方法。通过建立分数阶涡旋光束的矢量衍射模型,揭示了拓扑系数与光场相位奇异性之间的映射关系。数值模拟结果表明,分数阶涡旋光束的焦场可视为整数阶模式的相干叠加,且其权重分布呈现显著的非对称特性。此外,还建立了基于分数阶涡旋光束捕获纳米粒子的光力模型。研究表明,通过调节分数阶涡旋光束的拓扑系数,可以实现对球形纳米粒子的精确操控。粒子在横向平面上的捕获位置与拓扑系数之间呈线性依赖关系。与传统的整数阶光束相比,该方法通过连续调节拓扑系数,实现了横向捕获位置的精确连续调控。理论计算与Langevin动力学模拟的结果进一步验证了该技术在三维空间内能够实现纳米粒子的多自由度协同操控。 展开更多
关键词 光与物质相互作用 光镊技术 光场调控 光力 光操控
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石墨炔材料的非线性光学性质研究进展(特邀)
15
作者 王杰 刘梦钰 +2 位作者 张馨怡 郑永申 徐加良 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期52-70,共19页
石墨炔作为一种由sp和sp^(2)共杂化的新型碳同素异形体,自2010年李玉良院士团队实现大面积制备以来,就受到了广泛的关注与研究。石墨炔具有丰富的纳米孔洞、可调的带隙结构、二维层状的大共轭体系、丰富的炔键位点以及独特的炔-烯互变... 石墨炔作为一种由sp和sp^(2)共杂化的新型碳同素异形体,自2010年李玉良院士团队实现大面积制备以来,就受到了广泛的关注与研究。石墨炔具有丰富的纳米孔洞、可调的带隙结构、二维层状的大共轭体系、丰富的炔键位点以及独特的炔-烯互变机制等特点,因此石墨炔广泛应用于催化、能源转化与存储、生物医药、传感以及吸附分离等诸多领域。同样,石墨炔独特的sp/sp^(2)杂化框架使其具有独特的电子结构(如狄拉克锥)和优异的光学性质,如超快载流子动力学、高超极化率、宽带非线性吸收等。石墨炔作为一种新型二维碳材料在非线性光学领域展现出巨大的应用潜力,但其非线性光学研究尚处于初级阶段。近年来,石墨炔在非线性光学领域相继取得创新性进展,其独特的载流子输运特性使其逐渐成为光子器件微型化的重要发展方向,并引起国内外研究团队广泛关注。文中首先简要介绍了石墨炔的结构和性质特点,然后分析了近年来非线性光学材料的发展状况,并详细介绍了石墨炔在非线性光学领域的前沿应用。最后,对石墨炔材料未来在非线性光学领域的研究与发展做出了展望。 展开更多
关键词 碳材料 石墨炔 非线性光学 光学克尔效应 饱和吸收
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飞秒啁啾高斯型脉冲在V型能级中的相干积累
16
作者 伏振兴 张敏 刘碧蕊 《光学技术》 北大核心 2026年第1期42-47,共6页
基于线性啁啾高斯型脉冲串与V型原子系统的相互作用过程,探究了粒子布居的积累效应及相干布居转移的量子相干调控。在满足激光重复周期小于原子弛豫时间的条件下,选取适量的脉冲序列,即可实现粒子布居数在能级间的逐渐积累。采用高精度... 基于线性啁啾高斯型脉冲串与V型原子系统的相互作用过程,探究了粒子布居的积累效应及相干布居转移的量子相干调控。在满足激光重复周期小于原子弛豫时间的条件下,选取适量的脉冲序列,即可实现粒子布居数在能级间的逐渐积累。采用高精度修正的四阶龙格-库塔法,对描述该相互作用的密度矩阵方程进行直接数值求解。研究结果表明,在脉冲串的光学参量保持不变的情况下,调整高斯脉冲串的啁啾因子或失谐量,会导致激发态上的粒子布居转移首次到达的峰值高度、振荡幅度及振荡次数均发生变化,同时粒子布居积累过程中的稠密宽度也随之变化。这一现象揭示了啁啾因子和失谐对量子干涉路径的调控作用,为相干布居的高效转移奠定了基础。 展开更多
关键词 脉冲串 粒子布居转移 积累效应 量子相干调控
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“飞秒光学频率梳及其应用”专辑征稿
17
《量子电子学报》 北大核心 2026年第1期74-74,共1页
飞秒光学频率梳作为本世纪初激光物理领域的革命性突破,以其独特的等间隔、宽光谱、高相干频率特性,彻底革新了精密光谱测量、光学频率计量和时间频率传递等领域。它不仅为基本物理常数测量、原子分子精密谱、光钟比对等基础研究提供了... 飞秒光学频率梳作为本世纪初激光物理领域的革命性突破,以其独特的等间隔、宽光谱、高相干频率特性,彻底革新了精密光谱测量、光学频率计量和时间频率传递等领域。它不仅为基本物理常数测量、原子分子精密谱、光钟比对等基础研究提供了核心工具,更在时间频率基准传递、高速光通信、精密测距、分子光谱检测、天文光谱定标等应用技术中展现出巨大潜力。 展开更多
关键词 飞秒光学频率梳 精密光谱测量 光学频率计量
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