最近阿秒钟实验中的隧穿延迟现象引起了人们对电子隧穿过程的非绝热性和隧穿时间的讨论。在强场条件下电子的隧穿延迟通常可以用Keldysh参数来预测，然而在少周期含包络正交偏振双色激光场作用下，Keldysh参数对隧穿延迟时间的预测与数值模拟结果不符，此时电子隧穿初始动量与隧穿过程中消耗的能量是影响隧穿延迟现象的重要因素。因此，有必要对上述激光场作用下两种因素对瞬时电离概率的影响进行讨论。通过改变正交偏振双色激光场强比以及相位差的方式，将它们对隧穿延迟时间的影响差异化，实现了对隧穿延迟时间的调控。最后，通过比较两者随电离时间的变化规律确定了少周期含包络正交双色激光场中隧穿耗能在隧穿延迟时间影响因素中的主导地位。这些发现有助于量化分析非绝热隧穿延迟时间，并为调控超快非绝热隧穿电离过程提供新思路。

里德堡原子是主量子数(n)很大的高激发态原子, 由一个或者多个里德堡原子形成的里德堡分子具有大的尺寸, 丰富的振转能级, 永久的电偶极矩以及对外场非常敏感等特性, 不仅包含了里德堡原子的奇异特性, 而且在量子信息存储和量子模拟以及在医学中具有广泛的应用价值, 引起了国内外学者的研究兴趣。根据束缚机制的不同, 里德堡原子形成不同种类的里德堡分子, 目前包括里德堡电子与基态原子低能电子散射形成的基态-里德堡分子、里德堡原子间电多极相互作用形成的里德堡-里德堡分子和离子与里德堡原子间电多极相互作用形成的离子-里德堡分子。本文综述了近年来双原子里德堡分子的研究进展, 包含三类里德堡分子的形成机制、实验观测及其光谱特性等。

基于三明治结构和绝热耦合器，设计了一种分光比可设计的偏振无关光功分器，对波长为1550 nm的光信号实现所需分光比的功率分配。通过调节三明治结构中间层材料SiN_x的折射率，使同一波长下横电（TE）和横磁（TM）偏振模的分光比相等，实现偏振无关，通过改变绝热耦合器波导间隙的不对称性，获得可设计的分光比。运用三维有限时域差分方法，对器件进行建模仿真，最终结果表明：所设计的器件耦合长度仅为7 μm，可设计分光比的最大范围为0.50~0.95，同时支持TE和TM偏振模，插入损耗均低于0.31 dB，分光比容差在±0.01内的带宽可达100 nm，在未来光子集成光路系统中具有潜在的应用价值。

为了研究氧化镁膨胀剂与水化热调控剂复掺对混凝土抗裂性能的影响, 探讨水化热调控剂的作用机理, 开展了单掺氧化镁及水化热调控剂与氧化镁复掺对混凝土水化热、绝热温升、限制膨胀率、体积变形、自收缩、弹性模量及微观结构的影响研究。结果表明: 水化热调控剂可显著改变水泥水化放热历程, 净浆抑温率可达31.2%, 随入模温度升高, 抑温效果增强; 水化热调控剂可激发氧化镁的水化, 促进膨胀能的释放, 随养护温度提升, 作用效果更显著; 水化热调控剂可改变混凝土温升历程, 特别是降低混凝土早期水化热释放速率; 水化热调控剂与氧化镁复掺可降低混凝土自收缩, 当水化热调控剂掺量为0.2%和0.4%（质量分数）时, 混凝土收缩值分别减少了84 με和54 με; 水化热调控剂会导致混凝土早龄期弹性模量降低, 但对长龄期弹性模量影响不大; 水化热调控剂对水泥水化历程、水化产物生成及微观结构密实程度的改变是提高混凝土抗裂性能的根本原因。

硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势, 在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而, 硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法: 绝热捷径法和变换光学方法, 简要阐述其物理原理, 并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。

从弱耦合条件下的量子 Rabi 模型与 Jaynes-Cummings (JC) 模型的物理等价性出发, 比较分析了这两种模型的旋波近似、本征能量和动力学演化, 并且归纳了在强耦合甚至超强耦合条件下这两种不同模型之间的差异和联系。借鉴电磁参量放大可以增强原子-光子耦合强度的物理思想, 讨论和分析了从弱耦合 JC 模型转变为强耦合 Rabi 模型的物理图像。数值模拟的结果表明: 基于这两种模型的不同量子基态及其内在关联, 利用绝热基态转化的理论方案可以实现稳定薛定谔猫态的高效制备。

利用熔接机电弧放电和氢气火焰加热相结合的方法,在光纤直径骤减的锥区中心位置制得非绝热型微光纤。该光纤结构具有较强的倏逝场,可以大幅增强光与物质的相互作用。将其与磁流体进行集成,基于磁流体的磁场可调谐折射率变化特性,能够实现对外界弱磁场的快速测量。研究结果表明,在0~150 Oe的磁场强度范围内,灵敏度可达193.28 pm/Oe,探测极限约为0.187 Oe,并且其灵敏度随着干涉峰波长的增大而增大。该传感器具有体积小、成本低、制作方法简单等优点,在电磁场检测领域具有良好的应用前景。

通过湿法腐蚀工艺成功制备了具有绝热结构的锰钴镍氧(MCNO)热敏电阻探测器。测试表明,绝热结构使得热敏探测器的热导大幅降低,在真空环境下仅为没有绝热结构器件的1/20,典型热导率值为1.37mW/K。通过V-I测试并结合理论曲线拟合发现,MCNO薄膜材料的热导率随温度增高而减小。绝热结构使得MCNO热敏探测器的响应率大幅提高,在30Hz调制频率、36V偏置电压下,响应率典型值为50.5V/W,是没有绝热结构器件的10倍。实验验证了在MCNO薄膜材料上制作绝热结构热敏探测器的可能性,为制作新型室温全波段高性能红外探测器奠定了基础。

基于广义受激拉曼绝热通道技术，研究超冷异核玻色四原子分子的单路径和多路径转化。建立平均场模型，得到了相应的暗态解和双光子共振条件。比较单路径和多路径方案下的分子转化动力学，发现多路径方案下由于存在不同路径之间的干涉效应，从而可以提高分子转化率，特别对于三路径方案，干涉效应明显，转化率会更高。最后通过改变脉冲强度，研究外场参数对多路径转化的影响，发现此时多路径干涉效应具有两面性：在某些参数区域内表现为相长干涉，能很好地提高分子转化率，但在有些参数区域内表现为相消干涉，从而降低分子转化率。