中科院物理研究所光物理实验室介绍

　　光物理实验室最早是经中国科学院组织专家论证并批准成立的部门实验室，于1994年12月正式对国内外开放，2001年11月按中科院的统一要求更名为中国科学院物理研究所光物理重点实验室。实验室为从事光物理基础研究及应用基础研究的实体，主要研究方向是光与物质相互作用的基础研究，同时开展新型人工结构和材料在光学，尤其是在光子学领域的应用基础研究，即一方面重视光物理本身的研究，另一方面将现代光学的方法和技术引入凝聚态物理和材料科学中去，开拓几种新材料在高技术产业中的可能应用。实验室瞄准国际科学前沿，在低维人工结构材料中的光科学、激光物理、光子晶体、非线性光学、量子光学、强场物理、高能量密度物理及超快过程研究等方面开展了在国内外有相当影响的基础和应用研究工作。在激光器件上也有较强的力量，能够研制并提供多种超短脉冲激光器件和全固态激光器件，并取得了具有国际先进水平的成果。此外将光学和物理学的方法、手段应用于生物系统也是目前正在发展的重点学科方向。与凝聚态物理与材料科学紧密结合是光物理实验室研究的重要特点。

　　光物理实验室拥有门类齐全的先进激光系统，如纳秒、皮秒、飞秒脉冲激光器，可调谐激光器，准分子激光器等，以及数字示波器、锁相放大器、Boxcar积分器、单光子计数设备及工作在红外、可见和紫外波段的各类光谱仪等现代测量仪器，以及激光分子束外延薄膜设备，可以开展各类光物理的前沿研究工作。

　　光物理实验室目前拥有二十九位研究人员，是一支具有一定综合实力的研究队伍，现为全国光学学科博士、硕士学位点和博士后流动站，有九十八名在读研究生。目前实验室的研究工作大多数已进入国际竞争的前沿，承担多项国家和省部委的重大和重点研究课题。几年来，光物理实验室在光物理及其相关领域的研究中发挥了应有的作用。光物理实验室现与国内外十几个大学和研究所建立了良好的学术合作关系，对国内外科学家提出的优秀研究项目给予资助并开展合作研究。

　　光是人类最为熟悉、关系最密切的一种自然现象。中国春秋时代的哲人们已经有了”小孔成像”的记载。近代西方科学家对光的研究，对物理学，自然科学，乃至整个人类的生活产生了革命性的影响。牛顿对太阳光颜色的棱镜实验揭开了物理探索的序幕。惠更斯对光衍射现象的思考和托马斯杨的双缝干涉实验，验证了光的波动学说。麦克斯韦进一步将光和电、磁等归纳入统一的电磁场理论框架之内，人们对光的认识有了革命性的飞跃。二十世纪初，爱因斯坦基于对光速不变性的思考，天才地创立了相对论，引发了物理学乃至自然科学的大变革。

　　二十世纪六十年代，科学家发明了激光，它具有单色性好、方向性强、时间和空间相干性好、亮度高、能量高度集中等许多优良品质。激光技术的发明和后来的创新发展，不仅带来了自然科学研究的许多变革，还走进了千家万户，成为日常生活不可或缺的重要组成部分。光纤通讯、光盘、照明、图象显示、激光照排制版、激光加工与检测、激光医疗技术等已经为普通百姓所熟悉了，而激光核聚变大型工程、为“两弹一星”服务的激光靶场测量设备、人造地球卫星激光测距系统、激光测距机、激光雷达、激光长度基准、激光光谱和科研用激光仪器等同样是我国高科技的重要组成部分。

　　中国科学院物理研究所光物理重点实验室的科学家们，秉承前辈们开创的事业，怀着对大自然奥妙的好奇心，对科学的忠诚和热爱，对国家和社会的责任感，以饱满的热情辛勤工作在国际研究的最前沿。我们期望在光的本性，光和物质相互作用，光在日常生活中的应用等方面发现新现象，揭示新规律，创造新技术，为国家的科技发展贡献绵薄之力。

　　实验室的科学研究主要涵盖六大领域和方向。对光子晶体等微米/纳米尺度人工结构的光传播本性控制的认识，产生了诸如光子带隙、负折射、表面等离子体共振等新奇物理现象，以及密集波分复用、光子集成芯片、纳米生化传感、超级快速光开关等新技术。利用激光分子束外延技术将传统的氧化物、铁电材料、光电材料、磁性材料等以纳米级厚度的薄膜形式堆叠在一起，可以形成性能优越于传统半导体材料的二极管等微电子器件以及超级敏感的巨磁电阻信息记录器件。对极高功率密度超短超强激光脉冲技术的开发和应用，可以在实验室模拟太阳等恒星内部核聚变的物理过程，和金属材料相互作用产生的热电子和等离子体可以开发出具有快速时间分辨率的电子显微镜和“X”射线激光。对飞秒（10-15秒）乃至阿秒（10-18秒）脉冲激光技术的开发，为实时跟踪和监测原子和分子内部的电子运动提供了技术保障，对光脉冲本身的振幅和相位精确控制有望产生高度精准的光频率梳技术，为全球定位系统等提供安全可靠的时间基准。对高功率、全固体、小体积的激光器技术的深入探索和试验，产生了红、绿、蓝三基色的激光，经过适当比例的混合就产生了能够模拟白光（太阳光）的激光，其高亮度、色度纯粹的优点有望应用到大面积激光彩色电视和奥运会体育馆的露天大彩色显示屏幕，展示当代激光技术的风采。对光子本身以及光子与原子相互作用的量子本性的深入研究，揭示了光的纠缠、保密传输等奇异物理现象，为发展量子通讯、量子计算机等技术提供先期的智力方案。

　　我们期待和国内外的同行携手共进，勤奋工作，开拓进取，丰富对光这一古老事物的认识，创造光学和光子学新技术，为国家、社会和人民创造出更多更好的精神产品和物质财富。