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本帖最后由 庄生晓梦 于 2026-5-7 16:10 编辑 * @- r- a, g9 |3 E9 h6 M
; |* f5 M3 C* O! ?陆培祥申报了今年的湖北省自然一等奖：高次谐波阿秒光谱理论与方法
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7 I2 Q! x. V, K* v! L# x& {本项目属超快光学科学前沿及超快精密测量领域，直接面向极微观深入，在极端时间尺度探索物质中电子的超快运动规律。电子运动是决定物质结构、性质与功能的核心。在原子、分子中，电子运动直接决定了化学键形成与断裂，是理解化学反应机理以及推动化学、生物等领域发展的关键；在固体体中，电子结构表现为固体能带，其超快测量和操控是半导体物理和现代信息处理的基础。电子运动的直接观测需要阿秒（10^-18 秒）时间分辨的超快测量手段。飞秒激光驱动的高次谐波开辟了阿秒谱学新领域。然而，目前高次谐波阿秒光谱学在同时实现高时间分辨率与高能量分辨率仍面临重要挑战，分子内部电子动力学过程的直接观测仍然无法实现，固体高次谐波阿秒谱学仍然缺乏理论基础，亟需发展新的高次谐波光谱学测量原理与方法。本项目在基金委的资助下，在高次谐波阿秒光谱理论与方法方面开展了系统深入研究，取得了重要创新和突破：1）提出了高次谐波“全光阿秒时域干涉”光谱学原理，构建了兼具阿秒时间分辨与百毫电子伏量级能量分辨的全光时间–能量联合精密测量方法，突破了时间与频率分辨无法兼得的技术瓶颈，实验实现了原子内部电子跃迁动力学过程的精密测量，揭示了氩原子“库珀极小”附近电子跃迁 80 阿秒时间延时；2）发展了机器学*辅助的高次谐波光谱学新方法，解决了长期以来分子高次谐波完整信息无法测量的难题，实验实现了单分子超快电荷迁移过程精密测量，时间分辨率达到 50 阿秒，是相关测量目前所达到的最高分辨率，实验测量了分子电荷迁移速率；3）建立了固体高次谐波“四步”理论模型，为固体高次谐波光谱学提供了基础理论，发展了基于高次谐波的固体能带与非线性极化动力学测量新方法，发现了电子预加速和瞬态核极化效应在固体高次谐波中的重要作用。项目团队在物理学、光学重要国际期刊发表论文 50 余篇，其中 Physical Review Letters 5篇，National Science Review 1 篇，Advanced Photonics 1 篇，Nature Communications 1 篇，Physical Review A/Optics Letters/Optics Express 等 40 余篇。5 篇代表性论文他引 235 次。成果得到国内外著名学者高度评价，包括沃尔夫奖得主 Corkum 教授、美国艺术与科学院院士Bucksbaum 教授、Mukamel 教授、以及欧洲科学院院士、美国艺术与科学院外籍院士 Rubio 教授等多位阿秒科学领域著名科学家的正面引用。项目团队关于分子电荷迁移的实验研究引发了国内外同行的广泛关注，路易斯安那州立大学等多个研究团队在此基础上开展了进一步的理论研究，提出的固体高次谐波“四步”模型被后续工作广泛采纳并用于指导固体高次谐波的操控，其关键理论预言被魏兹曼研究所等多个团队的实验结果证实。本项目的研究显著推动了高次谐波阿秒光谱学的发展，促进该领域由基础机理探索向定量测量与可控调控应用的持续发展。项目负责人入选教育部长江学者、杰青、美国光学学会和中国光学学会会士。项目成员一人获基金委杰青资助、两人获基金委青 B（原优青）项目资助，两人获湖北省百人计划。项目团队入选了国家自然科学基金委创新研究群体。 |
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发表于 2026-3-27 08:47:22
