摘要：超稳激光是精密测量领域的关键工具,其频率稳定度很大程度上取决于频率锁定稳定度。笔者理论研究了干涉效应对锁频误差信号的影响,并通过实验研究了降低干涉效应的方法,以提高激光的频率锁定稳定度。经过优化后,锁频系统的锁定稳定度相对于参考腔线宽达到了9×10^(-7)。在参考腔线宽为21 kHz(精细度为7.5万)的情况下,将1.5μm激光的频率稳定度锁定到4.0×10^(-16)水平,接近10 cm参考腔的热噪声极限。本文所提降低干涉效应的方法是研制稳定度高达10^(-17)水平的超稳激光器的重要参考。

摘要：基于自主研制的5 T磁共振成像系统和^(13)C代谢磁共振成像研究需求,设计了一种小口径磁共振成像梯度线圈和^(1)H/^(13)C双共振射频线圈系统.其中梯度线圈设计采用有限差分流函数方法,射频线圈设计为马鞍线圈结合表面线圈的双共振方案.采用有限元方法对磁场分布进行了数值模拟分析,成功研制出一套用于小口径5 T^(13)C磁共振成像的梯度与射频线圈,并利用自主研制的5 T磁共振成像系统平台验证了设计方案的可行性,经过实验测试采集到^(13)C标记的尿素水模磁共振图像和小鼠头部^(1)H磁共振图像,为后续开展基于动态核极化的^(13)C磁共振代谢成像奠定了基础.

摘要：钙离子光频标是原子光频标的成员之一。中国科学院精密测量科学与技术创新研究院(原武汉物理与数学研究所)从2000年开始选择钙离子为研究体系,先后解决了单离子稳定囚禁与有效冷却、超窄线宽激光稳频等一系列关键问题,特别是一步步抑制微运动和黑体辐射效应,实现了不确定度3.0×10^(-18)的液氮低温离子光频标和不确定度4.8×10^(-18)的室温离子光频标,稳定度达到6.3×10^(-18)@52万秒。通过集成化设计,实现了不确定度1.3×10-17、高鲁棒性的可搬运钙离子光钟,并基于该光钟实现了高程差测量应用。通过参考本地铯喷泉钟和本地时标,并远程溯源到国际秒定义,实现了不确定度达3.2×10^(-16)的钙离子光频跃迁绝对频率测量。钙离子光频跃迁被国际计量局推荐为新增的次级秒定义参考。

摘要：脉冲激光由于具有峰值功率高、脉冲宽度窄等特点,在激光致声、激光焊接等领域中得到了广泛应用。使用特殊波形的脉冲激光,可获得比单脉冲高斯激光更加优异的应用效果,因此脉冲激光波形调节方法具有重要的应用价值。针对这一需求,提出并实验验证了一种基于分光延时的脉冲激光波形调节方法。首先对脉冲激光分光延时叠加原理进行了理论分析,设计出基于两次分光的四脉冲分光延时叠加光路,确定了产生矩形、三角形、驼峰形和双峰形脉冲激光所需的分光比与延时。然后搭建了一套基于Nd∶YAG脉冲激光器的二倍频532 nm激光的四脉冲分光延时叠加实验装置,成功获得了矩形、三角形、驼峰形和双峰形等特殊波形的脉冲激光。

摘要：为建立高分辨的离子速度影象装置 ,进行了“离子透镜”的精确设计 ,得到了“将离子源空间分布中速度相同而位置不同的离子聚焦在同一点上”的效果 .同时在新建立的装置上研究了CCl3 Br在 2 67nm附近的光解反应产物Br( 2 P3 / 2 )和Br ( 2 P1 / 2 )的速度和角度的分布 .利用实验得到的各向异性参数 β(Br) =-0 .48,β(Br ) =1.44 。

摘要：设计出一种用于气泡铷原子频标的新型环极式感容结构微波腔,它具有结构简单、加工方便、微波场模式优越、腔频易调等优点。用该微波腔研制的铷频标具有很高的信噪比,短期频率稳定度达到2.2×10-12/τ,此结果表明该微波腔可用于制作高性能铷原子频标。

摘要：本文介绍了一套纯转动Raman测温激光雷达系统,通过高分辨光谱分光与滤光优化设计、收发精确匹配以及弱信号检测等技术,实现在武汉城市上空从10km至40km的中低空大气温度高精度探测.观测结果与同时段探空气球进行比对,在30km以下激光雷达探测温度与探空气球得到的温度数据吻合较好,最大偏差约为3.0K,表明了该激光雷达温度测量的可靠性.采用30min时间分辨率,在10～20km高度范围内温度统计误差约为0.3K（300m空间分辨）;20～30km统计误差约为0.8K（600m空间分辨）;30～40km统计误差约为3.0K（900m空间分辨）.通过整晚的温度廓线反演,为研究中低层大气中的波动现象提供依据.该转动Raman激光雷达实现了至40km高度的高精度大气温度探测,进一步可与Rayleigh测温激光雷达30～80km的高度衔接,为实现中低层大气连续观测研究提供了重要手段.

摘要：原子能级的量子统计权重(G)是原子的重要光谱参数,但在研究原子的电离过程中通常却为了简化问题而被忽略.本文在锂原子的三步光激发(PE)+电场电离(EFI)过程中计入了其影响,并发现其对原子EFI效率的影响显著.本文精心设计了一套锂原子的PE+EFI方案:首先,采用三台不同波长的脉冲激光器分三步将原子从基态激发到某一Rydberg态上,经过一段时间延迟后再施加脉冲电场将其电离.针对原子所经历的PE、零场和EFI这三个物理过程,本文对其物理机制进行了分析并建立了服从粒子数守恒的物理模型进而导出了显含G参数的普适的速率方程组.其次,通过Matlab编程,分别针对精心选定的两条激发路径2S_(1/2)→2P_(1/2)→3S_(1/2)→25P_(1/2,3/2)和2S_(1/2)→2P_(3/2)→3D_(5/2)→25F_(5/2,7/2)开展了数值计算.研究发现:PE+EFI过程的总体效率的上限既与激光参数无关,也不依赖于G参数的绝对值,而是决定于Rydberg态的G参数的分支比.总之,通过精选激发路径可以调控PE过程各相关态的布居率,并能适当提高PE+EFI过程的总电离效率,但却因受到Rydberg态布居率的限制而很难进一步提高.

摘要：设计了核磁共振实现量子分立Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的各逻辑部件的脉冲序列，实验实现了二量子位的量子分立Ｆｏｕｒｉｅｒ变换，分析了产生误差的原因，并提出了减小误差的措施．

摘要：本文设计、合成并测试了一种新型的基于有机钆纳米颗粒的磁共振成像(MRI)造影剂.以1,2-氨基硫醇与氰基的缩合反应为基础,成功合成了粒径在8~23 nm范围内的有机钆纳米颗粒.该有机钆纳米颗粒作为磁共振造影剂时,随着时间的推移,其纵向弛豫率逐渐减弱,横向弛豫率先增强后逐渐减弱,这与钆纳米颗粒粒径增大有关.有机钆纳米颗粒同时存在随时间变化的纵向弛豫和横向弛豫,表明它有望成为一种先进的T_(1)-T_(2)双模态MRI造影剂.