1 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 华东师范大学 信息科技技术学院, 上海 200062
为了研究Yb3+: LuLiF4晶体在反Stokes荧光制冷过程中的热负载管理机制, 开展了在常压(1.0×105 Pa)和高真空(2.5×10-3 Pa)状态下的激光制冷实验。掺杂浓度为5 mol%的样品由两根光纤支撑, 被放置在真空状态不同的腔体内。利用波长1 020 nm, 功率3 W的激光激发样品。在常压下, 样品温度相对室温下降了ΔT≈12 K; 在高真空下, ΔT≈26 K。对于常压状态, 空气热对流负载约11.23 mW, 光纤热传导负载约0.03 mW, 腔体热辐射负载约4.8 mW。对于高真空状态, 空气热对流负载约0.03 mW, 光纤热传导负载约0.07 mW, 腔体热辐射负载约10.4 mW。实验结果表明, 当腔体压强由-105 Pa降至-10-3 Pa时, 空气热对流负载几乎忽略不计, 而腔体热辐射负载则成为作用在制冷样品上最主要的热负载。
反Stokes荧光制冷 热负载 热对流 热传导 热辐射 anti-Stokes fluorescent cooling thermal load thermal convection thermal conduction thermal radiation 红外与激光工程
2018, 47(12): 1206005
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
构建了氟化汞(
202Hg
19F)分子
2Σ1/2和
2 Π1/2态的有效自旋转动哈密顿量,并计算了该分子基态的超精细结构及其在外电场中的斯塔克分裂和外磁场中的塞曼分裂。运用一阶微扰理论,计算模拟了g-因子在外电场中的变化。探讨了利用
202Hg
19F分子N=1, J=1/2, F=1, MF=±1 态测量电子电偶极矩的可能性(N、J、F为角动量量子数)。
原子与分子物理学 超精细结构 斯塔克分裂 塞曼分裂 g-因子 自旋转动
华东师范大学物理与材料科学学院精密光谱科学与技术国家重点实验室， 上海 200241
提出了采用双非线性硒化锌(ZnSe)晶体将高斯光束整形成局域空心光束(LHB)的新方案，根据惠更斯-菲涅耳衍射理论计算了不同厚度的ZnSe晶体和不同束腰半径的高斯光束条件下产生的LHB的强度分布和暗斑尺寸。结果表明，该方案产生的LHB强度分布形状为空心椭球体，在传播方向上的二维强度呈中心对称分布。利用数值计算获得了所产生的LHB暗斑的纵横比，发现纵横比随着入射高斯光束束腰半径的增大呈线性增大。该方案产生的LHB的参数可以被灵活调节，因此所产生的LHB可应用于一些较大尺寸的原子分子、生物分子和介质粒子等的光学非接触式囚禁与操控。
非线性光学 局域空心光束 硒化锌晶体 纵横比 囚禁 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 071901
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, Department of Physics, East China Normal University, Shanghai 200062, China
We demonstrate a scheme to use a Littman configuration external cavity diode laser (ECDL) as a stable-frequency light source to stabilize two cw single-mode Ti:sapphire lasers for laser cooling of magnesium fluoride molecules. An ECDL based on the Littman configuration is constructed and stabilized by a digital signal processor system. We stabilize the frequency of our ECDL to ±0.77 MHz precision over 10 h and the Allan standard deviation reaches 2.6×10 11 at an integration time of 10 s. We lock two Ti:sapphire lasers through a transfer cavity, and either laser has a long-term frequency stability of ±2.5 MHz.
140.3425 Laser stabilization 140.2020 Diode lasers 020.3320 Laser cooling Chinese Optics Letters
2016, 14(7): 071403
Author Affiliations
Abstract
Experimental Center for Physics Education, Department of Physics, State Key Laboratory of Precise Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
The nonideal semi-Gaussian beam generated in our work has a certain ascent border width. Due to its asymmetry, the propagation properties of a nonideal semi-Gaussian laser beam in nonlinear materials have some unique characters. In our work, the propagation properties of a nonideal semi-Gaussian laser beam with a small ascent border width through a ZnSe nonlinear crystal is theoretically studied, and the relations of the propagation properties and the various parameters of the nonlinear medium and the semi-Gaussian beams are also analyzed theoretically in detail.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S22601
1 南通大学理学院, 江苏 南通 226019
2 华东师范大学物理系精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
提出了用波晶片产生可调矩形空心光束的新方案，根据晶体的双折射性质设计波晶片的厚度分布，使波片分别对o光、e光形成4台阶相位板和π 相位板，线偏振光垂直于波晶片表面入射，便可获得截面为矩形的空心光束。调节透光窗口的长和宽，则可调节空心光束截面的长与宽之比，光路简单，调节方便。用长焦距透镜组和圆锥面棱镜组成的光学系统聚焦衍射光，可获得近似无衍射矩形空心光束；用高数值孔径透镜聚焦，可获得矩形“空心饼”光束。
物理光学 原子光学 空心光束 波晶片
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 华东师范大学信息科学与技术学院, 上海 200062
报道了波长为1015 nm 的大功率单频半导体光放大器的设计与研制，实验研究了不同注入光功率和不同温度下，放大器输出光功率与注入电流的依赖关系。结果表明：当波长为1015 nm、功率约为30 mW 的种子光注入到半导体激光放大系统中，并把该放大器的注入电流增加到5 A 时，其输出的激光功率高达1600 mW，相应的放大倍数可达17.3 dB，且放大器输出功率随温度的降低而增大。此外，还观测了半导体光放大器输出功率的稳定性，发现该放大器可长时间保持稳定工作。因此，该1015 nm 激光放大系统可用于掺杂稀土离子晶体的激光冷却，四倍频后还可用于汞原子光钟的实验研究。
激光光学 锥形放大器 光功率放大 半导体激光器 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 111407
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
提出了一种测量分子取向度的新方法，即采用极性线性分子的摆动光谱Q 支相对强度来测量分子的取向度。通过计算极性分子HCN-N2电子基态的C—H 伸缩振动在不同电场强度下的摆动光谱，发现其摆动光谱的Q 支强度随着电场强度的增大而逐渐增大，但P支与R 支强度则随着电场强度的增大相应地减小，因此可以利用摆动光谱的Q 支相对强度(即Q 支光谱强度与P,Q,R 支光谱总强度的比值)来表示电场强度的大小。同时，计算了电场强度大小与分子取向度的关系，发现分子取向度随电场强度的增大而逐渐增大。通过进一步计算，给出了分子取向度与其摆动光谱的Q 支相对强度的关系，并提出采用摆动光谱的Q 支相对强度实现分子取向度测量的新方法。
光谱学 摆动光谱 分子取向度 极性线性分子 光学学报
2015, 35(10): 1030001
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海200062
分子激光冷却是实验上产生冷分子的最重要进展之一。要找到适合做激光冷却实验的候选分子，就需要了解这些分子的结构参数和光谱数据，这些参数是选择分子的重要依据。详细计算了分子的X 态和A 态振动能级跃迁的Franck-Condon 因子以及转动超精细能级结构，考虑到分子的核自旋、激发态寿命、跃迁能级波长、暗态等参数，提出了一种新的适合进行激光冷却的候选分子（氟化镁），选择适当的能级跃迁来构建一个准闭合的能级系统。这些参数为光谱数据的实验测量提供了理论依据，为进一步的激光冷却实验奠定了基础。
物理光学 分子激光冷却 Franck-Condon因子 超精细能级 氟化镁
1 南通农业职业技术学院, 江苏 南通 226007
2 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
3 南通大学理学院, 江苏 南通 226007
借助马赫曾德尔干涉仪光路，用简单的π相位板把线偏振光转换为径向和角向矢量空心光束，应用Richards-Wolf经典矢量衍射模型, 计算了高数值孔径透镜聚焦条件下光波电磁场的分布, 结果表明：用10-3 W量级的激光功率照明, 产生轴对称矢量空心光束的最大光强达到1011 W·m-2量级，最大光强梯度达到1017 W·m-3量级, 暗斑半径仅有0.24λ, 同时出现了很强的纵向电场和磁场分布; 调节干涉仪光路的光程差可调节局域光子轨道角动量密度的分布, 这种光束在原子光学中有很好的应用前景。
相干光学 矢量空心光束 原子光学 π相位板 坡印廷矢量 光学学报
2014, 34(12): 1226001
