采用开放的梯形三能级原子模型及密度矩阵方程理论，数值模拟了不同参数条件下，双色双光场多光子电离过程中粒子数布居随时间的变化。发现两束激光频率失谐量均为零时，基态、第一、第二共振态粒子数布居随时间呈现振幅减小的拉比振荡，第一共振态布居振荡的频率是基态和第二共振态布居振荡频率的两倍，第二共振态和基态之间可存在较大粒子数布居反转，为实现短波长脉冲相干光输出提供了可能，且激光拉比频率越高，布居振荡频率及粒子数布局反转差值越大。两束激光同步作用于系统，亦有利于粒子数布居反转。

为探究二维层状过渡金属硫化物的激子效应, 尤其是上转换过程, 以层状 WS2 样品为例开展了研究。利用 532 nm 连续激光和显微拉曼技术, 探究了 WS2 晶体中 X0、X- 激子态物理起源和基本物理性质。利用 633 nm 连续激光, 实现了 WS2 晶体的单光子上转换荧光增强, 证实了其背后的双共振物理机制, 即入射光与 X- 激子态共振, 在光学 声子 A1g、E12g 的辅助下跃迁至高能级 X0 激子态, 最后自发辐射上转换荧光。此外, 进一步对双共振上转换荧光的影响因素进行了分析, 包括曝光时间、温度和激发功率。拟合结果表明适当增加曝光时间、减小环境温度和增加激发功率, WS2 的上转换荧光效率会得到提升。

采用高质量的全固态连续单频1064 nm红外激光器作为泵浦源,以金刚石晶体作为拉曼增益介质,利用腔共振增强技术设计了一种双共振腔,实现了瓦级输出的低泵浦阈值单频1240 nm拉曼激光器。根据金刚石晶体的实际参数,通过优化设计得到了谐振腔对泵浦光的最佳透射率。当透射率为3.5%时,利用H?nsch-Couillaud偏振锁定系统将拉曼谐振腔的腔长精确锁定到泵浦光的共振频率处,实验测量到的拉曼激光器的泵浦阈值功率只有2.73 W。在此基础上,当单频1064 nm泵浦功率增加到9.17 W时,获得了1.48 W稳定单频的1240 nm拉曼激光输出,对应的斜效率为24.9%, 30 min内的功率稳定性优于1.10%(均方根),x,y方向的光束质量M2因子均优于1.2。该双共振腔的设计为降低拉曼过程阈值、获得稳定单频的高功率拉曼激光提供了一种有效的途径。

基于铯原子( 133Cs)6S1/2-6P3/2-6D5/2阶梯型原子系统,将波长为852.335 nm或852.356 nm的泵浦光与波长为917.483 nm的探测光反向布局于室温下的铯原子气室中,获得了窄线宽、高信噪比的6P3/2-6D5/2超精细能级跃迁的双共振吸收光谱。利用声光调制器建立的“标尺”,可测得激发态6D5/2超精细能级分裂结构的全部频率间隔,进而得到该态的磁偶极超精细常数Ahfs为(-4.59±0.06) MHz,电四极超精细常数Bhfs为(-0.78±0.66) MHz,这与相关文献报道的结果一致。

提出了一种基于H形金属狭缝阵列的新型结构。利用该结构形成的法布里珀罗腔(FabryPerot, FP)来加强表面等离激元的耦合作用, 以获得一种双共振反射现象; 同时研究了基于该现象的折射率传感特性。采用时域有限差分法研究了该结构中狭缝长度、宽度、金膜厚度等参数对双共振反射现象的影响。研究发现, 双共振谷波长可由以上主要参数有效调控, 当竖直狭缝长度为150nm、水平狭缝长度为200nm、狭缝宽度为50nm、金膜厚度为300nm时, 该结构具有较好的双共振反射现象, 其灵敏度分别为590和1199nm/RIU。该发现为新一代高性能表面等离子共振传感器设计提供了理论参考。

报道了一种种子注入式PPMgLN外腔双共振环形腔光参量振荡器。抽运光偏振方向在PPMgLN晶体(MgO物质的量分数为5%)内满足e→e+e 相位匹配, 有效利用了晶体的最大非线性系数d33(25 pm·V-1)。以重复频率为400 Hz、功率为556 mW、波长为1064 nm的单频脉冲激光作为抽运源, 在晶体极化周期为30.5 μm、温度为110 ℃的条件下, 获得了平均功率为79 mW的1.57 μm信号光和平均功率为38.5 mW的3.3 μm空闲光输出, 抽运光-参量光的总转换效率可达22%。采用种子激光注入技术获得了单频窄线宽参量光输出, 实验测得1.57 μm信号光输出的线宽小于100 MHz, 10 min内频率漂移不超过141 MHz。

我们在实验中演示了520nm单频绿光泵浦的基于周期极化磷酸钛氧钾(PPKTP)晶体的780nm+1560nm双共振光参量振荡器,高效制备780nm+1 560nm连续可调谐双色下转换光场.该参量振荡器可输出93.3 mW的1 560nm单频激光和44.6 mW的780nm单频激光.通过改变PPKTP晶体的温度所得到的波长粗调范围为:信号光1 529.81nm ～ 1 573.83nm (～ 44nm),闲置光788.26nm ～ 777.20nm (～ 11nm);通过连续调谐520nm泵浦激光频率初步得到的闲置光在780.24nm(铷原子D2线)处频率连续调谐范围约1.6 GHz.

本文提出了一种快速简单制备的双共振基底用于SERS检测, 该多层结构的纳米粒子间的区域表面等离子体以及光栅与介质间激发的表面等离子体极化激元产生耦合, 导致了区域电磁场的提高, 实现了SERS的增强。实验表明双共振基底的SERS强度可达到Au纳米粒子单共振SERS基底的10倍, 说明了双共振SERS基底具有很高的灵敏性。RSD结果表明双共振基底也具有非常好的重现性。

设计并实现了频差为9.2 GHz的两束光在三镜环形腔内的双共振频率锁定及输出两束光的空间分离。当腔长精确控制为391.3 mm时，频差9.2 GHz的两束光在三镜环形腔内达到双共振。与此同时，利用不等臂马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪，在两臂光程差为81.5 mm且相位差为π/2时，实现了对两束光的空间分离。该装置为实现腔内原子相干效应介质中的光量子态交换奠定了实验基础。

我们利用微机械剥离方法制备了三层石墨烯。在此基础上, 利用两室气体传输法, 以三氯化铁和钾为化学掺杂剂, 成功合成了三层石墨烯的一阶p型和n型插层化合物。三层石墨烯的高分辨率拉曼光谱具有独特的2D谱峰线形, 该线形可以用作指纹来鉴别三层石墨烯。三层石墨烯一阶插层化合物的拉曼光谱表明, 三氯化铁和钾的插层掺杂使得三层石墨烯的层间耦合作用严重减弱, 掺杂剂层之间的每一层石墨烯都具有重掺杂单层石墨烯的物理性质。具有纳米级厚度的多层石墨烯插层化合物的成功制备将为石墨烯在重掺杂情况下的基础物理研究和石墨烯的微纳光电子器件研究打下良好基础。