Coherent spectroscopy and coherent control of collective modes through shaped optical fields
通过成形光场进行相干光谱和集体模式的相干控制
基本信息
- 批准号:1111557
- 负责人:
- 金额:$ 60万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2011
- 资助国家:美国
- 起止时间:2011-08-01 至 2016-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this project supported by the Chemical Structure, Dynamics and Mechanisms Program of the Chemistry Division, Keith Nelson of MIT will develop and use new methods for optical control over molecules and materials. Electromagnetic pulses in the terahertz frequency range will be tailored to drive coherent rotational, vibrational, and electronic responses of polar molecules in order to understand structural and chemical dynamics in molecular gases, liquids, and solids. The terahertz fields will be accompanied by infrared and optical pulses to achieve coherent control over multiple responses that together can lead to structural and chemical change. The research is based on recently developed methods that have had broader impact as they have been taken up by basic and applied research groups around the world. The methods to be developed are likely to have similar impact and may enable novel applications in ultrafast light-driven switching and signal processing, generation of ultrahigh-frequency acoustic waves, and optical control over molecules and materials. Some aspects of the research are shared in a dedicated outreach lab in which high school students spend up to ten afternoons conducting experiments and analyzing their data, usually followed by presentations of their results in their school classes or science fairs. The students learn about modern optics and advanced materials as they fabricate thin-film samples and make optical measurements involving crossed laser beams that they align to generate and monitor surface acoustic waves that propagate in the films. The noncontact optical measurements are the same as those conducted in one of our labs and in a commercial instrument that is used in the microelectronics fabrication industry for metal film thickness determination.
在这个由化学部化学结构、动力学和机制项目支持的项目中,麻省理工学院的基思·尼尔森将开发和使用分子和材料光学控制的新方法。太赫兹频率范围内的电磁脉冲将被定制来驱动极性分子的相干旋转、振动和电子响应,以便了解分子气体、液体和固体的结构和化学动力学。太赫兹场将伴随红外和光脉冲,以实现对多种响应的相干控制,这些响应共同导致结构和化学变化。该研究基于最近开发的方法,这些方法已被世界各地的基础和应用研究小组采用,产生了更广泛的影响。即将开发的方法可能会产生类似的影响,并可能在超快光驱动开关和信号处理、超高频声波的生成以及分子和材料的光学控制方面实现新的应用。研究的某些方面是在一个专门的外展实验室中共享的,高中生在实验室中花费长达十个下午的时间进行实验并分析数据,然后通常会在学校课堂或科学博览会上展示他们的结果。学生们在制造薄膜样品并进行涉及交叉激光束的光学测量时学习现代光学和先进材料,他们对齐这些激光束以生成和监测在薄膜中传播的表面声波。非接触式光学测量与我们的实验室和微电子制造行业中用于金属膜厚度测定的商用仪器中进行的测量相同。
项目成果
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