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.     

光学相干量子理论及激光精密光谱学--2005年诺贝尔物理学奖简介

今年的诺贝尔物理学奖授予三名光学领域的科学家.其中美国科学家罗伊·格鲁伯(Roy Glauber)因"对光相干量子理论的贡献"而获得奖金的一半;美国科学家约翰·霍尔(John Hall)与德国科学家特奥多尔·汉斯(Theodor Hansch)因"基于激光精密光谱学发展的的贡献"分享了奖金的另一半.     

超快强激光及其应用——从2018年诺贝尔物理学奖谈起

 激光是20世纪人类的重大发明之一，经过近60年的发展，已成为人们认识世界和改变世界的有力工具。由于其独特的性能，激光又有“最亮的光”、“最准的尺”以及“最快的刀”等美誉，并与我们的生活息息相关，如人们熟知的激光眼科手术、激光打印、激光武器、光纤通信、激光美容、激光测距等等。在科研领域，与激光物理相关的研究是非常活跃的内容，不断涌现出激动人心的发明和创造，与激光直接相关的诺贝尔奖已有十几项之多。2018年的诺贝尔物理学奖再一次颁给了从事激光技术研究的三位科学家：其中美国科学家阿瑟·阿斯金（Arthur Ashkin）因为发明光镊技术（OpticalTweezer）获得一半奖金；法国科学家杰拉德·穆鲁（Gérard Mourou）和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰（Donna Strickland）因为发明啁啾脉冲放大（ChirpedPulse Amplification，CPA）技术而分享另一半奖金。实际上这两项发明相互之间没有多大关联，光镊技术大多用到低功率的连续激光，而啁啾脉冲放大技术针对的则是峰值功率极高的超短脉冲激光。超短脉冲激光，也被称为超快激光。经过激光物理学家们的多年努力，超快激光技术已催生了多个崭新的学科，为我们认识世界提供了前所未有的强大工具。     

光的量子相干性与光频率的超精密测量--2005年诺贝尔物理学奖评述

2005年的诺贝尔物理学奖授予了现代光学领域的科学家，其中诺贝尔奖的一半授予了哈佛大学的Roy J．Glauber教授，以表彰他在光的量子相干性理论方面的突出贡献，诺贝尔奖的另外一半授予了美国科罗拉多大学与美国国家标准技术研究院联合实验（JILA）的John L．Hall教授和德国慕尼黑大学教授、马克斯普朗克-量子光学研究所所长TheodorW．Hansch教授，以表彰他们在光的超高精密测量方面的突出贡献，文章介绍了三位诺贝奖得主的贡献及其意义．     

非线性光学的光谱学——兼谈布洛姆伯根对发展激光光谱学的贡献

美国哈佛大学N.布洛姆伯根(N.Bloember-gen)教授是1981年诺贝尔物理学奖金三位获得者之一.他的科学成就是多方面的.在核磁共振、固态微波量子放大器(Maser)、电子顺磁共振、激光光谱学以及非线性光学等方面都有突出的贡献。这次被授于诺贝尔奖是为表彰他在发展激光光谱学方面作     

光学总论 量子光学

O431.2 2007054001量子光学与量子信息领域中的中国=China in quantum optics and quantuminformation[刊,中]/白雨虹(大连理工大学管理学院.辽宁,大连(116024)) ,杨秀彬…//光学精密工程.? 2007 ,15(5) .? 684-698为了解世界量子光学与量子信息的发展态势,认识中国在国际量子光学与量子信息领域中的地位,针对量子光学与量子信息领域的主要学科,按照美国光学学会(OSA)数据库量子光学与量子信息的13个分类,检索了SCI数据库1991年至2006年的数据。用文献计量学、科学计量学和情报分析方法研究国际量子光学与量子信息领域各学科的发展速度,…     

“氢弹之父”爱德华·特勒

 他,享有美国“氢弹之父”美誉他,因陷害“原子弹之父”遭唾骂他,是一个毁誉参半的传奇人物。2003年9月9日,被誉为美国“氢弹之父”的爱德华·特勒去世,享年95岁。“氢弹之父”出生在犹太家庭据美联社报道,半个多世纪来对美国防御政策产生重大影响、被誉为美国“氢弹之父”的美国著名核物理学家爱德华·特勒(EdwardTeller)因脑中风,于2003年9月9日在加利福尼亚州斯坦福的家中去世,享年95岁。爱德华·特勒于1908年1月15日出生于匈牙利首都布达佩斯的一个犹太家庭,父亲是一名律师,母亲是钢琴家。     

美首次用微波让两个离子发生量子纠缠

 美国科学家首次用微波替代常用的激光束,让两个独立的离子(带电原子)发生量子纠缠,这表明,智能手机中采用的微型化商用微波技术可取代量子计算机要求的房间大小的“激光器阵列”,这将大大减小量子计算机的“块头”。最新研究发表在8 月11日出版的《自然》杂志上。
量子计算机主要利用量子物理学的“奇异”规则来解决某些问题,量子纠缠对量子计算机的信息传输和纠错至关重要。离子可作为量子位(量子计算机中的最小信息单位)来存储信息。尽管包括超导电路(人造原子)等在内的量子位的其他“候选者”也能被微波在芯片上操作,但实验表明,离子量子位的表现更好,因为当粒子数量增加时,对离子进行控制的精确度更高且信息损失更少。
量子纠缠是多个粒子联动的状态,到目前为止制出量子纠缠需要高功率激光等大型装置。而微波作为无线通信的载体,同复杂且昂贵的激光源相比,微波元件更容易扩展和升级,以便科学家制造出利用成千上万个离子进行量子计算和模拟的实用设备。
此前,科学家们已成功使用微波实现了对单个离子的操控。现在,美国的科研人员首次借用微波让单个镁离子的“自旋”发生旋转并让一对离子自旋发生了纠缠。参与研究的迪特里希·莱布弗里得称,这是一套常见的量子逻辑操作,旋转和纠缠可按顺序组合以执行量子力学许可的任何计算。
在实验中,两个离子被电磁场“扣住”并在一个由镀在氮化铝衬底上的金电极组成的离子陷阱芯片上盘旋。有些电极会被激活,在离子周围制造出频率介于1GHz 到2GHz 之间、振动的微波辐射脉冲,微波产生了让离子自旋发生旋转的磁场。离子自旋能被看作是指向不同方向的细小条形磁铁,这些磁铁的方向是一种量子属性,可用来表达信息。
使用微波减少了因激光束指向、能量以及被离子诱导的激光器自发发射的不稳定所导致的错误。然而,科学家们仍然需要改进微波操作才能使实际的量子计算或量子模拟成为可能。在实验中,76%的时间发生了量子纠缠,超过了定义量子属性发生所要求的50%这个最低值,但仍然无法与由激光器操作离子达到的最高值99.3%相抗衡。
莱布弗里得表示：“最终,一台中等大小的量子计算机或许看起来由一部智能手机与激光笔一样的设备结合在一起形成,复杂的量子计算机可能和普通台式机一样大。”
摘自中科院高能所《科研动态快报》2011-8     

级联四能级光学量子相干系统子类型的结构多样性

级联型四能级系统由于具有6个可能的光学跃迁通道,因而有许多现实的子类型可供光学量子相干效应的理论和实验探讨。利用布尔代数方法,按照可能存在的跃迁通道,结合电偶极跃迁选择定则,研究了级联四能级系统的所有的通道子类型,得到了17个三通道和2个四通道的现实通道子类型。然后,仅仅按照涉及的光场的强弱来区分,又得到了168种现实强度子类型。这种子类型的结构多样性为量子光学、量子信息科学和精密光谱学等理论及应用研究提供了更灵活的能级选择。     

《量子光学学报》征稿简则

本刊(ISSN1007-6654,CODEN LGXIAW,CN14-1187/O4)是中国物理学会量子光学专业委员会学术性会刊。旨在反映国内量子光学及相关领域的科研成果,交流学术信息,促进国内量子光学的发展,加强国内外联系,向国内外学术界展示我国量子光学领域的研究水平。征稿范围1.量子光学、量子信息科学与技术、冷原子物理、非线性光学等现代光学领域的理论与实验研究成果;2.与激光物理学、光子学及光电子学物理基础有关的学术论文。     

《量子光学学报》征稿简则

<正>本刊(ISSN1007-6654,CODEN LGXIAW,CN14-1187/04)是中国物理学会量子光学专业委员会学术性会刊。旨在反映国内量子光学及相关领域的科研成果,交流学术信息,促进国内量子光学的发展,加强国内外联系,向国内外学术界展示我国量子光学领域的研究水平。征稿范围1.量子光学、量子信息科学与技术、冷原子物理、非线性光学等现代光学领域的理论与实验研究成果;2.与激光物理学、光子学及光电子学物理基础有关的学术论文。     

基于光子计数的合作目标“量子”成像

在实验上研究了赝热光照明下, 基于光子计数模式的合作目标“量子”成像, 并给出理论模型和解释. 研究表明, 利用光子计数的单光子探测器代替以往光强度线性探测器作为桶探测器在“量子”成像中同样适用. 实验发现, 合 作目标的反射信号可穿透弱散射介质实现成像, 该技术在减小光学成像透镜孔径方面具有潜在的应用价值. 对比了基于强度关联成像和压缩感知算法的“量子”成像结果, 并得出实用性结论. 本文的方案为“量子”成像的实际应用提供了新方法.     

《量子光学学报》征稿简则

正本刊(ISSN1007-6654,CODEN LGXIAW,C.N 14-1187/04)是中国物理学会量子光学专业委员会学术性会刊。旨在反映国内量子光学及相关领域的科研成果,交流学术信息,促进国内量子光学的发展,加强国内外联系,向国内外学术界展示我国量子光学领域的研究水平。征稿范围1.量子光学、量子信息科学与技术、冷原子物理、非线性光学等现代光学领域的理论与实验研究成果;2.与激光物理学、光子学及光电子学物理基础有关的学术论文。     

今日国外物理

 1 美学者提出大科学新概念美国地球物理学家罗·海津和詹·特雷菲尔提出称之为“大科学”的新概念.美国《科学》周刊根据他们新著《大科学概念》,并征集广大学者的意见.将“大科学概念”的内容归纳为28条.即:(1)宇宙发展有自身规律可预测;(2)一切运动形式均符合牛顿三大定律;(3)能量守恒不消失;(4)能量转换遵循热力学第一、二定律;(5)电磁是同种力的两种形式;(6)任何物质都由原子构成;(7)一切物质能及微粒量子特性均离散,对其中某一物理量既不能测量也不能改变;(8)物质的原子均由“电子胶水”粘合;(9)物质的状态由组成它的原子及其排列决定.     

1981年诺贝尔物理学奖获得者简介

1981年10月19日瑞典皇家科学院宣布把诺贝尔物理学奖金的一半授予美国哈佛大学尼古拉斯·布洛姆伯根(Nicolaas Bloembergen)教授和美国斯坦福大学阿瑟·肖洛(Arthur L·Schawlow)教授,另一半授予瑞典乌普萨拉大学凯·瑟巴(Kai.M.Siegbahn)教授,以表彰他们对激光光谱学和非线性光学以及高分辨率电子能谱的研究所作出的贡献. 自1960年第一个激光装置问世以来,激光研究获得迅速发展,现在可以产生整个可见光波段以及红外和紫外波段的激光.激光已成为研究原子、分子和各种物质性质的理想工具.由布洛姆伯姆和肖洛发展的激光光谱技术是用激光来…     

《量子光学学报》征稿简则

正本刊(ISSN1007-6654,CODEN LGXIAW,CN14-1187/O4)是中国物理学会量子光学专业委员会学术性会刊。旨在反映国内量子光学及相关领域的科研成果,交流学术信息,促进国内量子光学的发展,加强国内外联系,向国内外学术界展示我国量子光学领域的研究水平。征稿范围1.量子光学、量子信息科学与技术、冷原子物理、非线性光学等现代光学领域的理论与实验研究成果;2.与激光物理学、光子学及光电子学物理基础有关的学术论文。     

谈洛伦兹变换的物理意义

 一由于将电动力学的麦克斯韦方程作伽利略变换时,方程不表现协变性,导致“以太”这一标准参考系在电磁理论中的引入,即光速只相对于“以太”这个标准参考系才是常量,而相对于以“以太”为参考系作匀速直线运动的一切参考系都不具备这样的性质。也就是说,麦克斯韦方程只对“以太”这一标准参考系成立。根据这一假设,在“空空如也”的空间中就必然填充着绝对静止的’以太”,并不难用光学测量发现地球在“以太”中的绝对运动,以证明’以太”这一标准参考系的存在。为此目的,迈克尔逊和莫雷做了精密的实验(著名的迈克尔逊--莫雷实验),却没有观测到地球的绝对运动,这就意味着在“空空如也”的空间中并不存在绝对静止的“以太”.     

原子光学讲座第二讲量子原子光学

近年来,有关玻色一爱因斯坦凝聚（BEC）及其量子光学性质的理论与实验研究得到了飞速发展,并取得了一系列重大进展,从而形成了一门原子光学的新分支学科——“量子原子光学”．文章重点介绍了量子原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展,主要包括BEC实验研究的重大进展、原子量子态的实验制备、原子激光的产生及其最新进展、BEC凝聚体或原子激光的相干性和费米原子气体的量子简并等．     

从牛顿和奈尔经商谈起

 尽管许多科学史家对于那些为数不多的物理学大师经商一事,仅仅是只言片语,或者缄口不言、讳莫如深,但笔者为了“把凝固的文化激活”,特以艾萨克·牛顿(IssacNewton,1642～1727)和路易·奈尔(LouisEug埁ｎｅＦ啨ｌｉｓＮ啨ｅｌ,1904～2000)为例,简要谈谈著名物理学家经商的故事,并由此引发了一番深沉的反思。牛顿经商的目的“站在巨人肩上”的英国大物理学家牛顿,自从于1667年春重返剑桥大学,经过多年研究后,虽然在经典力学、光学等领域内作出了卓越的贡献,但仍然过着紧巴巴的日子。     

美国各大学的光学教学和科研情况(Ⅱ)

<正> 帕克利加州大学帕克利加州大学在激光器被发明后不久就开始进行对光学研究。该大学的电器工程和计算机科学系(EECS)已经在超快光电子学、集成光学、半导体激光器、非线性光学以及光谱学等方面作出很大的贡献。该系开设的本科生课程有:光学和量子电子学导论,微波光学和等离子体实验,微波和光学通讯,半导体电子学。本科的基础课有:电磁理论,通讯系统的噪音分析,光谱分析试验。