精密测量院拥有两个国家重点实验室,一个国家大型科学仪器中心,一个国家台站网等4个国家级平台,各类省部级重点平台基地20余个。 现有职工600余人,其中院士4人、杰青13人,各类国家、科学院、省部级人才占比60%以上。2017年至今,在精密测量领域承担了数十项重大重点项目,其中,国家战略先导专项(2.5亿元)1项、重点研发计划12项、各类重大仪器研制专项10余项。精密探测技术和仪器已成为精密测量院满足国家需求和社会经济发展的优势领域方向。 精密...
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院(以下简称精密测量院)是由中国科学院武汉物理与数学研究所(始建于1958年)、中国科学院测量与地球物理研究所(始建于1957年)融合组建而成,是湖北省首个中国科学院创新研究院。 回望来时路,峥嵘六十载。在方俊、王天眷、张承修、李钧、李国平、丁夏畦、许厚泽、叶朝辉等老一辈科学家的带领下,精密测量院历经几代科技工作者的辛勤努力和开拓创新,解决了一系列事关国家全局的重大科...
精密测量院立足精密测量科学与技术创新,面向国家的重大战略需求,发挥多学科交叉优势,开展原子频标与精密测量物理、大地测量和地球物理、综合定位导航授时、脑科学与重大疾病以及多学科交叉的数学计算等研究,促进以原子频标、原子干涉、核磁共振、重力测量、地震探测等精密测量技术为核心的学科发展,形成精密原子、精密分子、精密地球三...
太赫兹波在通讯、成像等方面具有非常广泛地应用。强场超快激光与物质非线性相互作用是产生太赫兹波的重要方式之一。等离子体、气体、晶体等太赫兹产生介质相关的实验与理论研究较为充分。然而液体水是很强的太赫兹波吸收介质,长期以来一直未有其产生太赫兹波的研究报道。直到2017年,实验发现液体薄膜厚度或液体束直径降到微米量级时,太赫兹波的辐射会远大于吸收,从而开启了液体太赫兹波研究的新方向。
最近几年,液体太赫兹波领域有大量的实验报道,然而实验观测到的很多现象都与其他介质的结果显著不同,比如:单色激光场也可以有效地产生液体太赫兹波,而气体介质需要特定相位差的双色激光;液体太赫兹波的产率与驱动激光的能量是正比关系,而气体介质中是平方关系;在一定范围内液体太赫兹波的产率随激光的脉冲宽度的增加而增加,而气体介质相反;在双色激光的驱动下,液体太赫兹波还出现了非调制信号,在气体介质中却未见类似信号。复杂无序的液相体系的理论研究一直是个难题,以上现象难以用已有理论来解释,研究人员只能基于之前的等离子体模型加上界面效应等,来解释一些高光强下的宏观实验结果。
近日,精密测量院研究员卞学滨和博士生李正亮提出了产生液体太赫兹波的位移电流模型,可系统解释上述提到实验中观测到的系列反常现象。该微观机制模型的物理图像如图1所示:液体的无序结构使得电子波包局域化,同时不同分子的外层电子的能量受到环境的影响而发生移动,在强场激光的作用下不同分子的外层电子发生跃迁,产生非对称体系的位移电流。这些跃迁的能量差在太赫兹能量区域,进而辐射出太赫兹波。同时,他们的研究还表明原子核的量子效应起到了关键的作用,并预言太赫兹辐射可以研究液体的同位素效应。
液体太赫兹波产生的原理图
该项成果是卞学滨研究员团队在液相强场超快动力学研究领域继高次谐波统计涨落模型之后,又一重要理论进展,以“Terahertz radiation induced by shift currents in liquids”为题发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,博士生李正亮为第一作者,卞学滨研究员为通讯作者。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的资助。
论文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2315297121
科研动态
精密测量院在液体太赫兹波产生机制的理论研究方面取得重要进展
太赫兹波在通讯、成像等方面具有非常广泛地应用。强场超快激光与物质非线性相互作用是产生太赫兹波的重要方式之一。等离子体、气体、晶体等太赫兹产生介质相关的实验与理论研究较为充分。然而液体水是很强的太赫兹波吸收介质,长期以来一直未有其产生太赫兹波的研究报道。直到2017年,实验发现液体薄膜厚度或液体束直径降到微米量级时,太赫兹波的辐射会远大于吸收,从而开启了液体太赫兹波研究的新方向。
最近几年,液体太赫兹波领域有大量的实验报道,然而实验观测到的很多现象都与其他介质的结果显著不同,比如:单色激光场也可以有效地产生液体太赫兹波,而气体介质需要特定相位差的双色激光;液体太赫兹波的产率与驱动激光的能量是正比关系,而气体介质中是平方关系;在一定范围内液体太赫兹波的产率随激光的脉冲宽度的增加而增加,而气体介质相反;在双色激光的驱动下,液体太赫兹波还出现了非调制信号,在气体介质中却未见类似信号。复杂无序的液相体系的理论研究一直是个难题,以上现象难以用已有理论来解释,研究人员只能基于之前的等离子体模型加上界面效应等,来解释一些高光强下的宏观实验结果。
近日,精密测量院研究员卞学滨和博士生李正亮提出了产生液体太赫兹波的位移电流模型,可系统解释上述提到实验中观测到的系列反常现象。该微观机制模型的物理图像如图1所示:液体的无序结构使得电子波包局域化,同时不同分子的外层电子的能量受到环境的影响而发生移动,在强场激光的作用下不同分子的外层电子发生跃迁,产生非对称体系的位移电流。这些跃迁的能量差在太赫兹能量区域,进而辐射出太赫兹波。同时,他们的研究还表明原子核的量子效应起到了关键的作用,并预言太赫兹辐射可以研究液体的同位素效应。
液体太赫兹波产生的原理图
该项成果是卞学滨研究员团队在液相强场超快动力学研究领域继高次谐波统计涨落模型之后,又一重要理论进展,以“Terahertz radiation induced by shift currents in liquids”为题发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,博士生李正亮为第一作者,卞学滨研究员为通讯作者。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的资助。
论文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2315297121