现代量子光学的发端和物理学精密测量的新巅峰——2005年诺贝尔物理学奖成果介绍

瑞典皇家科学院决定,授予路易·格劳伯(Roy J Glauber)、约翰·霍尔(John L Hall)和提阿多·汉斯(Theodor W Hnsch)2005年度的诺贝尔物理学奖。格劳伯是因为他在光相干的量子理论方面的贡献,霍尔和汉斯则是因为他们在发展激光精密光谱学,包括光频梳(optical frequency comb)技术方面的贡献,而分别获此殊荣的。按历史进程简单评述了现代量子光学的发端,给出了现代量子光学的内容概要,较详细地介绍了汉斯和霍尔是如何发展光频梳技术以精确测量光频的。

主动光钟研究进展

自2005年至今,主动光钟经过了近20年的发展。主动光钟利用原子系综作为增益介质,其受激辐射可直接作为钟激光信号。因为主动光钟工作在坏腔区域,因此具有腔牵引抑制和窄线宽两个显著的优点,可以有效克服被动光钟存在的腔长热噪声问题。由于其优越的性能,主动光钟受到了国内外同行的广泛关注。根据实现方式不同,本文将主动光钟划分为原子束型主动光钟、基于激光冷却和光晶格囚禁的主动光钟、原子束及光晶格“复合型”主动光钟、法拉第主动光钟、离子阱囚禁型主动光钟以及热原子气室型主动光钟。对于不同类型的主动光钟,本文详细介绍了其实验及理论研究进展,并分析其优劣。最后,分析了主动光钟在精密测量领域的应用并展望了主动光钟的发展方向,为推动主动光钟的广泛应用提供借鉴。

用于CSRe上^(16)O^(5+)离子精密激光谱学实验的极紫外光子探测系统的研制

高电荷态离子的精密谱学研究不仅为强场QED效应、相对论效应、电子关联效应等基础前沿理论模型的精确检验提供了良好的条件,而且对同位素移动、高电荷态离子光钟等诸多前沿物理研究具有重要意义。为了在兰州重离子加速器冷却储存环的CSRe上开展相对论能量类锂^(16)O^(5+)离子2s_(1/2)→2p_(1/2)和2s_(1/2)→2p_(3/2)光学跃迁精密测量的激光谱学实验研究,研制了一套适用于前向发射荧光收集测量的新型非拦截式极紫外光子探测系统。该探测系统主要由抛物面型SiC反射镜、镀有CsI的微通道板(MCP)探测器以及高速步进电机等部分组成。在CSRe的高温烘烤环境和超高真空实验环境下,该探测系统能够在不影响储存环内离子束正常运转的同时实现对极紫外波段(50~200 nm)前向发射光子的高效探测,其探测效率较CSRe上现有光子通道倍增管荧光探测器提升约50倍。该探测系统不仅能够为CSRe上高电荷态离子的精密激光谱学实验提供高效实时的探测工具,亦为将来在大科学装置HIAF上开展更高能量、更高电荷态重离子的精密激光谱学实验研究奠定了坚实的基础。

2005年诺贝尔物理学奖——光学再次被关注聚焦

瑞典皇家科学院决定,授予路易·格劳伯(ROYJGLAUBER)、约翰·霍尔(JOHNLHALL)和提阿多·汉斯(THEODORWHNSCH)2005年度诺贝尔物理学奖.格劳伯是因为他在光相干的量子理论方面的贡献,霍尔和汉斯则是因为他们在发展激光精密光谱学,包括光频梳(OPTICALFREQUENCYCOMB)技术方面的贡献,而分别获此殊荣的.本文按历史进程简单评述了现代量子光学的发端,给出了现代量子光学的内容概要,较详细地介绍了汉斯和霍尔是如何发展光频梳技术以精确测量光频的.

243 nm稳频窄线宽半导体激光器

243 nm是氢原子1S—2S能级跃迁光谱波长.本文利用Pound-Drever-Hall稳频技术将972 nm光栅反馈外腔半导体激光稳定在一个高精细度低膨胀系数的超稳法布里-珀罗腔上,通过锥形放大器放大和腔内两次共振增强倍频得到243 nm激光,最终实现用于探测氢原子1S—2S双光子跃迁的243 nm窄线宽激光.