“激光光譜新技術(shù)與應(yīng)用”專輯前言

因其高強(qiáng)度、高單色性、高方向性和高相干性等特點(diǎn),激光是研究光與物質(zhì)的相互作用,從而認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其所在體系的結(jié)構(gòu)、組成、狀態(tài)及其變化的理想光源。相比于使用普通光源的傳統(tǒng)光譜技術(shù),以激光為光源的激光光譜技術(shù)在靈敏度和分辨率方面有了質(zhì)的飛躍。

激光的高強(qiáng)度不僅是激光光譜高靈敏度的保證,而且隨著強(qiáng)度極高、脈沖寬度極窄(如飛秒、阿秒)激光的獲得與應(yīng)用,對(duì)多光子過(guò)程、非線性光學(xué)過(guò)程以及原子分子被激發(fā)后的弛豫過(guò)程等的認(rèn)知成為可能,人們有機(jī)會(huì)目睹強(qiáng)場(chǎng)中原子、分子中的各種全新物理現(xiàn)象。

激光的高單色性一方面省去了諸多單色器或分光裝置的使用,另一方面使得有選擇性的探測(cè)或激發(fā)成為可能,從而有效地抑制或消除背景干擾,為高分辨、高靈敏度的激光光譜技術(shù)提供了重要保證。

激光的高方向性使得往復(fù)式光路設(shè)計(jì)成為可能,是特殊場(chǎng)景下小體積、長(zhǎng)光程、高靈敏度新型激光吸收光譜技術(shù)快速發(fā)展的重要前提。激光的相干性使得人們有可能通過(guò)調(diào)控激光實(shí)現(xiàn)光束整形以實(shí)現(xiàn)激光加工、激光武器等,通過(guò)調(diào)控激光產(chǎn)生光阱形成光鑷從而實(shí)現(xiàn)微粒的俘獲,通過(guò)調(diào)控激光的光強(qiáng)與相位等實(shí)現(xiàn)自由空間光通信等。

此外,飛秒或阿秒超短脈沖激光的獲得,還為研究光與物質(zhì)相互作用的瞬態(tài)過(guò)程提供了強(qiáng)有力的工具,打開(kāi)了關(guān)于物質(zhì)分子激發(fā)態(tài)壽命以及氣、液、固相中原子、分子和離子激發(fā)弛豫過(guò)程等研究的全新視野。

總之,在第一臺(tái)激光器誕生60 多年后的今天,隨著激光光源、探測(cè)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)處理等各方面技術(shù)的飛躍發(fā)展,激光光譜技術(shù)作為微觀感知領(lǐng)域的核心技術(shù),已經(jīng)成為物理、化學(xué)、生物、環(huán)境以及天文學(xué)等領(lǐng)域中研究光與物質(zhì)相互作用的重要手段,從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究到各領(lǐng)域應(yīng)用第一線都扮演著無(wú)可替代的角色。

正是在這樣的背景下,《量子電子學(xué)報(bào)》適時(shí)策劃了“激光光譜新技術(shù)與應(yīng)用”專輯。在國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的積極響應(yīng)下,本專題最終收錄19 篇論文,包括9 篇綜述和10 篇研究論文。從涉及到的光譜類型看,涵蓋了差分吸收光譜、可調(diào)諧二極管激光吸收光譜、腔增強(qiáng)吸收光譜、飛秒瞬態(tài)吸收光譜、腔衰蕩光譜、激光誘導(dǎo)熒光譜、拉曼光譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜、傅里葉變換微波譜、虛像相位陣列光譜等相當(dāng)廣泛的領(lǐng)域;從主題看,既涵蓋光譜裝置的設(shè)計(jì)與研制,又包括光譜技術(shù)與方法的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用;從光譜的具體研究對(duì)象看,既包括分子、離子光譜基礎(chǔ)研究,又包括環(huán)境中重要自由基、氣體分子、氣溶膠以及生物菌類、煤質(zhì)的光譜探測(cè)與分析等應(yīng)用研究。這些論文很好地展現(xiàn)了國(guó)內(nèi)激光光譜技術(shù)的最新研究進(jìn)展及其在多領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,同時(shí)也展望了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用方向，為該領(lǐng)域研究人員提供了很好的切入點(diǎn)。

希望本專輯的推出不僅能促進(jìn)國(guó)內(nèi)激光光譜領(lǐng)域的專家學(xué)者內(nèi)部之間以及與其他相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者之間的合作與交流,還能夠吸引更多的年青學(xué)者加入到該研究領(lǐng)域,共同推動(dòng)激光光譜新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。