二維超快量子相干光譜儀研製

《二維超快量子相干光譜儀研製》是依託南京大學，由肖敏擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：二維超快量子相干光譜儀研製
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：肖敏
• 依託單位：南京大學

項目摘要

近年來研究表明超快時間尺度的高階量子相干效應在包括半導體、聚合物和光合作用體系等多種材料系中發揮著關鍵性的作用，相關研究也成為量子信息、量子化學、量子生物學等新學科分支前沿研究的重要問題，而這些問題的研究依賴於精密的多維相干光譜技術。本項目將結合申請人在領域內二十多年的工作經驗，致力於開發一套適用於超快量子相干特性研究的二維超快量子相干光譜儀。該儀器將採用模組化設計，利用先進經濟的快速反饋迴路、電控鍥形鏡對以及二維光調製器來實現精密的空間矯正，時間延遲以及脈衝整形，並採取外差檢測方法實現精密微弱相干信號的檢測和分析。為進一步提高儀器的適用範圍，一併開發非共線光學參量放大技術，拓展超快脈衝波長範圍，壓縮脈衝寬度。該儀器的成功開發，有望成為一套擁有自主產權的超快光譜學平台，突破超快相干特性前沿研究的技術壁壘，有利於中國開展相關領域的原始創新，並大大改善目前國內超短脈衝雷射器使用效率較低的現狀。

結題摘要

二維光譜儀是近年發展的可直接檢測能級躍遷的量子相干作用的設備，能提供傳統光譜儀無法測試的相位信息。受制於相位鎖定的技術限制，目前商業公司的二維光譜儀只覆蓋中遠紅外波段，尚無適用於電子能級研究的商用近紅外可見波段的二維光譜儀。本項目研製二維傅立葉電子光譜儀,實現超高時間分辨下的可見波段的二維光譜儀，我們搭建了非共線光學參量放大裝置，以此為超短脈衝光源(小於10 fs),結合鍥形鏡對巧妙的實現脈衝間的位相鎖定，實現項目預期的非共線四波混頻二維光譜儀，完成了各項測試，設計指標均以達成；在此基礎我們進一步探索了利用瞬態吸收裝置，實現雙色的二維光譜，並結合主動鎖相裝置，成功實現部分共線的二維量子相干光譜儀。完成的二維光譜儀已經成功利用到科研項目，在半導體量子點、有機材料單線態分裂等項目的研究中扮演了重要角色。