基本簡介

量子光學與光量子器件國家重點實驗室依託山西大學,實驗室成立於2001年10月,實驗室主任張寬收教授,學術委員會主任王育竹院士。
實驗室完成國家自然科學基金重點項目2項、海外傑出青年基金1項及面上項目10項,其它省部級科研項目48項。現承擔“國家重大基礎研究計畫(973)項目”子項目1項,國家傑出青年基金1項,國家自然科學基金重點項目2項,儀器項目1項,國際合作項目2項及面上項目8項,其它省部級科研項目20項。在國內外重要學術刊物上發表論文220餘篇,其中PRL6篇,PRA14篇,OptLett2篇。獲國家技術發明二等獎1項,何梁何利基金科學與技術進步獎1項,省科技傑出貢獻獎1項,省部級科研成果一等獎2項,省部級科研成果二等獎6項,國家級教學成果二等獎1項。獲國家發明專利授權4項。
實驗室在建設中重視學術交流,在國際上先後與美國、法國、德國、日本、澳大利亞等國家的著名量子光學實驗室建立了長期穩定的具有實質性的學術交流和學術互訪關係。由中法互派學者訪問的雙邊合作項目已經成功地進行了多年,取得了可喜的成果。
學術陣容
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實驗室現有固定人員28人,平均年齡39歲,其中中科院院士1人、長江學者特聘教授1人、國家傑出青年基金1人、教育部優秀青年教師獎勵基金2人、教育部跨世紀優秀人才培養計畫1人、教育部新世紀優秀人才支持計畫2人、首批國家級“新世紀百千萬人才工程”1人、美國光學學會(OSA)特殊資格會員1人。實驗室建築面積3108m2,擁有大型儀器設備1225台。
量子光學與光量子器件國家重點實驗室主任和副主任分別由張寬收教授、彭堃墀院士、賈鎖堂教授擔任,學術委員會主任和副主任由王育竹院士、彭堃墀院士擔任。實驗室以山西大學光電研究所為主體,以山西大學電子信息技術系、物理系、理論物理研究所以及“國家理科基礎科學研究與教學人才培養基地”(物理學)為依託,有國家重點建設學科光學學科的支撐。實驗室始終堅持進行量子光學前沿課題的研究,同時以“攀登、奉獻”的學風作為實驗室建設的靈魂,注重學術梯隊的培養,已形成一支穩定的老中青三結合的科研隊伍。中青年學術骨幹均在國外優秀的實驗室經過1到2年的博士後訓練,現已獨立承擔科研課題並主持課題組的研究工作。
研究方向
1、量子光學基礎和套用:以量子物理學為理論基礎,運用現代光學與光電子學的實驗手段,開展光場的非經典性質、量子態的產生、非經典光場的產生機制研究,開拓非經典光場在量子信息、基本量子物理問題的檢驗等研究領域;
2、光與原子相互作用:研究光與物質相互作用的基本量子現象,探索原子與光子作用的量子物理過程,進一步研究冷原子與光場作用過程中的量子現象,以期在獲得超冷原子的基礎上,實現單粒子水平上對光子與原子作用過程的觀察和控制;
3、全固態雷射技術和光量子器件:完善高性能全固態單頻雷射器,研製可調諧光學參量振盪器、全固態小型光壓縮器、量子糾纏態源等光量子器件。
研究領域
實驗室以量子物理學為理論基礎,運用現代光學與光電子學的實驗手段,研究光場的非經典性質、量子態的產生、光與物質相互作用的基本量子現象和特殊效應,探索原子與光子作用的量子物理過程,並通過各種現代技術,發展具有特定量子性質的裝置或結構,並套用到量子通訊、量子測量等領域中。
實驗室研製的“全固化單模單頻綠光雷射器”對於雷射諧振腔體和結構採取了有特色的創新設計,套用到美國、日本和國內多家科研院所,起到了本領域公共研究平台的作用;“利用明亮EPR光束實現量子密集編碼”首次實現了連續變數量子密集編碼,成為糾纏態光場在量子信息中的成功套用;“連續變數三組分糾纏態光場及可控量子密集編碼”在國際上首次獲得了連續變數三組分糾纏態光場,並在此基礎上完成了可控量子密集編碼量子通訊實驗;“利用腔內四能級原子相干效應實現全光學信號存儲”完成了光學信號的全光存儲與腔輸出狀態的低功率控制開關,為全光及量子信息處理提供了新的可供利用的物理機制。
學術交流
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量子光學與光量子器件國家重點實驗室始終重視學術交流,在國際上先後與美國、法國、日本、澳大利亞、德國等國家的相應學術機構建立了合作關係和學術聯繫。實驗室定期選派研究人員去國外進行合作研究、學術交流,同時邀請國外著名學者來實驗室講學。先後有十餘名中外著名學者,包括美國加州理工學院的J.Kimble教授、法國國家科學中心P.Grangier教授、法國巴黎六大的C.Fabre教授、上海光機所的王育竹院士等先後被聘為實驗室的兼職或名譽教授。實驗室與國際上量子光學領域著名的實驗室:美國加州理工學院的J.Kimble實驗室,法國國家科學中心、巴黎高師及巴黎第六大學的聯合實驗室(Lab.KastlerBrossel:LKB),法國國家科學中心所屬的理論與套用光學研究所(IOTA)等單位保持著長期的實質性合作交流。實驗室先後有青年學術帶頭人和青年學術骨幹10餘人次獲對方資助上述實驗室進行量子光學與量子信息、雷射超冷原子以及雷射物理等方面的合作研究。與美國總統基金獲得者阿肯色大學M.Xiao教授聯合申請獲準了國家海外傑出青年自然科學基金,開展多能級原子與具有不同光子統計的光場相互作用方面的實驗研究工作。
實驗室與巴黎第六大學簽訂了聯合培養量子物理博士研究生的協定,第一名聯合培養的博士生已獲得了博士學位。國外大學及研究機構主動要求派研究生來山西大學進修、學習。法國國家科學研究中心所屬的理論與套用光學研究所(IOTA)、法國Cachan高師物理系等單位從1998年以來,連續四年每年都有一至兩名碩士研究生到實驗室參加實驗研究或進行科研實習。
在國內,實驗室與中科院上海光機所等單位建立了密切的學術聯繫。2002年與南京大學及中科院物理所共同完成了“光學超晶格中光學參量及耦合參量過程的研究與套用”國家自然科學基金重點項目。2002年與國內有關單位共同申請承擔了“國家重大基礎研究計畫(973)”量子信息技術項目。通過學術交流帶來了新的信息,推動了國家重點實驗室及整個光學學科的整體發展。
項目成果
實驗室共完成和承擔各類科研項目79項,其中國家973計畫項目1項,國家海外傑出青年基金1項,國家傑出青年基金1項,國家自然科學基金重點項目5項,國家自然科學基金面上項目15項,教育部創新團隊計畫1項,山西省優秀創新團隊計畫1項。獲國家技術發明二等獎1項,何梁何利基金科學技術進步獎1項,山西省科技傑出貢獻獎1項,中國高校技術發明二等獎1項,饒毓泰基礎光學二等獎1項,山西省科技進步一等獎1項;授權國家發明專利5件;在國內外重要學術刊物上發表論文300餘篇,其中PRL11篇,PRA13篇,OptLett3篇,被SCI收錄94篇。實驗室與美國、法國、日本、澳大利亞、德國等國的著名量子光學實驗室建立了長期穩定的學術交流和學術互訪關係。