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光电物理实验室

 光电物理实验室

 

主要研究方向:

纳米光电子学量子光学和量子信息非线性光学激光光谱学太赫兹光谱学

 

主要学术骨干:

物理系光电物理实验室现有教授3人,副教授3人,博士生导师1人(挂靠“凝聚态物理”学科),有1人入选江苏省“333人才培养工程”,2人入选“东南大学优秀青年教师教学科研资助计划”。

教师名录:

教授黄洪斌、邱腾、薛鹏

副教授:夏柱红、杨文星、范吉阳

讲师:李剑、陈世华、杨益民、喻小强、李家奇、白艳、陈华、陈小喜、邓晓龙、齐观晓等

 

主要研究领域及目前研究重点:

(一):纳米光电子学

学术梯队:邱腾、范吉阳、杨益民、李家奇等

纳米材料拉曼散射光谱学研究

1.        低维纳米贵金属材料的组装及其表面增强拉曼散射特性研究;

2.        锗、硅及其合金纳米颗粒的光学声子和低频声学声子振动特征等

代表性学术论文:

1)        T. Qiu, W. J. Zhang, X. Z. Lang, Y. J. Zhou, T. J. Cui, and P. K. Chu, “Controlled Assembly of Highly Raman-Enhancing Silver Nanocap Arrays Templated by Porous Anodic Alumina Membranes”, Small 5, 2333 (2009).

2)        T. Qiu, X. L. Wu, J. C. Shen, and P. K. Chu, “Silver nanocrystal superlattice coating for molecular sensing by surface-enhanced Raman spectroscopy”, Appl. Phys. Lett. 89, 131914 (2006).

3)       Y. M. Yang, L. W. Yang, and P. K. Chu, “Polarized Raman Scattering of Ge Nanocrystals Embedded in a-SiO2, Appl. Phys. Lett. 90, 081909 (2007).

4)       T. Qiu, X. L. Wu, J. C. Shen, P. C. T. Ha, and P. K. Chu, “Surface-enhanced Raman characteristics of Ag cap aggregates on silicon nanowire arrays”, Nanotechnology 17, 5769 (2006).

纳米材料荧光光谱学研究

1.        硅基纳米半导体发光材料的微结构和发光机理研究;

2.        纳米材料在生物荧光探针的应用研究等

代表性学术论文:

1)        T. Qiu and P. K. Chu, “Self-selective electroless plating: An approach for fabrication of functional 1D nanomaterials”, Mater. Sci. Eng. R 61, 59 (2008).

2)        J. Y. Fan, X. L. Wu, and P. K. Chu,Low-dimensional SiC nanostructures: Fabrication, luminescence, and electrical properties”, Prog. Mater. Sci. 51, 983 (2006).

3)        X. L. Wu, J. Y. Fan, T. Qiu, X. Yang, G. G. Siu, and P. K. Chu, “Experimental evidence for the quantum confinement effect in 3C-SiC nanocrystallites”, Phys. Rev. Lett. 94, 026102 (2005).

4)        J. Y. Fan, H. X. Li, J. Jiang, L. K. Y. So, Y. W. Lam, and P. K. Chu, “3C-SiC Nanocrystals as Fluorescent Biological Labels Small 4, 1058 (2008).

5)        T. Qiu, X. L. Wu, Y. C. Cheng, G. G. Siu, and P. K. Chu, “Silver nanocrystal superlattices: Self-assembly and optical emission”, Appl. Phys. Lett. 88, 143111 (2006).

6)        T. Qiu, X. L. Wu, G. J. Wan, Y. F. Mei, G. G. Siu, and P. K. Chu, “Self-assembled growth and enhanced blue emission of SiOxNy-capped silicon nanowire arrays”, Appl. Phys. Lett. 86, 193111 (2005).

7)        T. Qiu, X. L. Wu, G. G. Siu, and P. K. Chu, “Self-assembled growth and green emission of gold nanowhiskers”, Appl. Phys. Lett. 87, 223115 (2005).

8)        T. Qiu, X. L. Wu, X. Yang, G. S. Huang, and Z. Y. Zhang, “Self-assembled growth and optical emission of silver-capped silicon nanowires”, Appl. Phys. Lett. 84, 3867 (2004).

9)        J. Y. Fan, X. L. Wu, H. X. Li, H. W. Liu, G. G. Siu, and P. K. Chu, “Luminescence from colloidal 3C-SiC nanocrystals in different solvents Appl. Phys. Lett. 88, 041909 (2006).

10)     J. Y. Fan, X. L. Wu, F. Kong, T. Qiu, and G. S. Huang. Luminescent silicon carbide nanocrystallites in 3C-SiC/polystyrene films Appl. Phys. Lett. 86, 171903 (2005).

11)    T. Qiu, X. L. Wu, Y. T. Xie, Y. F. Mei, G. G. Siu, and P. K. Chu, “Self-assembled growth and strong blue emission of SiOx-capped (x = 0.5 – 0.8) silicon nanowire array”, Nanotechnology 16, 2222 (2005).

 

(二):量子光学与量子信息

学术梯队:黄洪斌、薛鹏、杨文星、李剑、白艳锋等

    量子光学研究

1.      相干光源与冷原子或凝聚态物质相互作用过程中产生的新的量子现象以及这些量子现象在相关领域,如传统光通讯领域和新兴的量子信息科学领域的潜在应用等;

2.      量子成像

代表性学术论文:

1)        W. X. Yang, X. L. Gong, J. H. Li, and L. X. Jin, “Efficient Scheme for Mesoscopic Superpositions of Motional Coherent and Squeezed Coherent States of N Trapped Ions”, Phys. Rev. A 70, 033812 (2004).

2)        W. X. Yang, Z. M. Zhan and J. H. Li, “Efficient Scheme for Cluster State and Quantum Information Processing with Trapped ions” Phys. Rev. A 72, 062108 (2005).

3)        W. X. Yang, Jing-Min Hou, and Ray-Kuang Lee, “Ultraslow bright and dark solitons in semiconductor quantum wells”, Phys. Rev. A 77, 033838 (2008).

4)        W. X. Yang, Jing-Min Hou, YuanYao Lin, and Ray-Kuang Lee, “Detuning management of optical solitons in coupled quantum wells”, Phys. Rev. A 79, 033825 (2009).

5)       W. X. Yang, and Ray-Kuang Lee, “Controllable entanglement and polarization phase gate in coupled double quantum-well structures”, Opt. Express 16, 17161 (2008).

6)        Y. F. Bai, H. Guo, H. Sun, D. G. Han, C. Liu, and X. Z. Chen,Effects of spontaneously generated coherence on the conditions for exhibiting lasing without inversion in a V system”, Phys. Rev. A 69, 043814 (2004).

7)        Y. F. Bai, H. L. Liu, and S. S. Han, “Transmission area and Correltaed imaging”, Opt. Express 15, 6062 (2007).

8)        Y. F. Bai and S. S. Han, “Ghost imaging with thermal light by third-order correlation”, Phys. Rev. A 76, 043828 (2007).

9)        J. Li, Y. K. Jiang, and A. Tomita, “Measurement of the off-diagonal geometric phase of a mixed-state photon via a Franson interferometer”, Phys. Lett. A 362, 269 (2007).

    量子信息学研究

1.      量子通信和量子计算的物理实现;

代表性学术论文:

1)        P. Xue and Y. F. Xiao, “Universal Quantum Computation in Decoherence-Free Subspace with Neutral Atoms”, Phys. Rev. Lett. 97, 140501 (2006).

2)       P. Xue, and B. C. Sanders, “Quantum walks on circles in phase space, New Journal of Physics 10, 053025 (2008).

3)       P. Xue, B. C. Sanders, A. Blais, and K. Lalumiere, “Quantum walk on a circle in phase space via superconducting circuit quantum electrodynamics”, Phys. Rev. A 78, 042334 (2008).

4)       P. Xue, C. Han, B. Yu, X. M. Lin, and G. C. Guo, “Entanglement preparation and quantum communication with atoms in optical cavities”, Phys. Rev. A 69, 052318 (2004).

5)       P. Xue, C. F. Li, and G. C. Guo, “Addendum to ‘Efficient quantum-key-distribution scheme with nonmaximally entangled states”, Phys. Rev. A 65, 034302 (2002).

 

(三):非线性光学

学术梯队:黄洪斌、陈世华、喻小强、陈小喜、邓晓龙、齐观晓等

1.      非线性光学系统的混沌态和稳定性的控制及其在经典光通讯领域的应用;

2.      光子晶体光纤激光器中的耗散孤子形成、演化、和分岔研究;

3.      光学超晶格中的非线性效应与量子效应

代表性学术论文:

1)        X. Q. Yu, P. Xu, Z. D. Xie, J. F. Wang, H. Y. Leng, J. S. Zhao, S. N. Zhu, and N. B. Ming, Transforming spatial entanglement using a domain-engineering technique”, Phys. Rev. Lett. 101, 233601 (2008).

2)        S. H. Chen and J. M. Dudley, “Spatiotemporal nonlinear optical self-similarity in three dimensions”, Phys. Rev. Lett. 102, 233903 (2009).

3)        G. X. Qi, H. B. Huang, H. J. Wang, X. Xie, P. Yang, and Y. J. Zhang, “Layered synchronous propagation of noise-induced chaotic spikes in linear arrays”, Phys. Rev. E 72, 021916 (2005).

4)        X. L. Deng and H. B. Huang, “Spatial periodic synchronization of chaos in coupled ring and linear arrays of chaotic systems”, Phys. Rev. E 65, 055202(R) (2002).

5)        S. H. Chen,Theory of dissipative solitons in complex Ginzburg-Landau systems”, Phys. Rev. E 78, 025601 (2008).

6)        S. H. Chen, Y. H. Yang, L. Yi, P. X. Lu, and D. S. Guo, “Phase fluctuations of linearly chirped solitons in a noisy optical fiber channel with varying dispersion, nonlinearity, and gain”, Phys. Rev. E 75, 036617 (2007).

 

(四):激光光谱学

学术梯队:夏柱红等

1.         开展过渡金属碳化物团簇的激光光谱学研究,以及将质谱和光谱技术应用于环境监测领域,以期能够解决一些实际问题,如:大气气溶胶以及燃烧过程产生的颗粒污染物的实时检测等。这方面的研究具有重要的实际意义和很强的应用前景。

代表性学术论文:

1)        Z. H. Xia, X. Q. Zhao, and X. A. Fang, Real-Time Measurement of Chemical Components of Individual Aerosol Particle”, Chin. J. Inorg. Chem. 24, 67 (2008).

2)        Z. H. Xia, C. H. Cheng, and Y. C. Hsu, An effective method of producing small neutral carbon clusters”, Chin. Phys. Lett. 24, 1912 (2007).

 

(五):太赫兹光谱学

学术梯队:陈华等

1.      太赫兹辐射与物质相互作用,凝聚态和生物体系在太赫兹光谱波段的响应机理及动力学过程研究;太赫兹时域光谱和成像以及新型探测技术的研究。

代表性学术论文:

1)        H. Chen and L. Wang, Investigation of guanidine hydrochloride induced chlorophylls denaturation by terahertz time-domain spectroscopy”, Spectrosc. Spect. Anal. 29, 2619 (2009).

2)        H. Chen, G. Y. Chen, S. Q. Li, and L. Wang, Reversible conformational changes of PsbO protein detected by terahertz time-domain spectroscopy”, Chin. Phys. Lett. 26, 084204 (2009).


仪器设备:

㈠ 显微共焦拉曼光谱仪:

该拉曼光谱仪为Horiba Jobin Yvon LabRAM HR800型显微共焦拉曼光谱仪,配备3台激光器(325 nm, 514 nm, 785 nm),具体参数为:焦长800 mm,分辨率可见波段0.65 cm-1, 紫外波段1.6 cm-1, 拉曼位移范围:1004000cm-1,针孔共焦技术显微尺寸范围:≤1μm,孔径连续可调,四种采谱方式。

 

㈡ 荧光光谱仪

该荧光光谱仪为Horiba Jobin Yvon HJY-FL3-211-TCSPC型荧光光谱仪,配备450 W氙灯,具体参数为:稳态瞬态测试波长范围:200-1700 nm,瞬态测试波长范围:200-850 nm,瞬态光谱测量范围:100 ps-50 μsTCSPC MCA技术);1 μs-1 sTCSPC MCS 技术),信噪比>10,000:1,光谱分辨率≤0.1nm (采用1200g/mm 光栅数据;如果采用1800g/mm光栅,分辨率要求为≤0.05nm)

 

㈢ 量子信息的光学实现系统(钛宝石飞秒激光器,单光子探测器等)

该光学实现系统采用国际通行的自发参量下转换系统和后续的测量采集系统,其中主要包括美国Coherent公司的钛宝石飞秒激光器一套(脉冲宽度<200fs,输出功率>650mW@800nm,调谐范围700~1000nm)、PerkinElmer公司的单光子探测器一组(探测效率>50%@650nm,暗记数<100/s)和AMETEK公司的符合计数系统荣一套(符合窗口范围3~100ns)。整套系统可以产生量子通信与计算实验所需的单光子、双光子和多光子源,并对其进行相应的操作与测量。同时还可以作为材料非线性光学性质的测量系统使用。

 

飞行时间质谱仪

该飞行时间质谱仪由沈阳科友真空技术研究所设计,整套仪器包括电源控制柜、真空系统以及质谱仪腔体三个部分。质谱仪腔体内由两个真空室组成,即束源室和质谱室。二者之间由一1mm孔径的Skimmer相连通。束源室里配置有金属样品Holder、驱动电机、General Valve脉冲阀以及其它束源组件等,此外束源室里还配置有荧光收集系统,以做LIF实验用。在质谱室里有离子加速聚焦组件、飞行管、MCP探测器等。束源室静态真空度低于 质谱室静态真空度低于 ,均由涡轮分子泵做主泵。本飞行时间质谱仪分辨本领优于200

 

科学研究录入:朱延技    责任编辑:朱延技 
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