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实验室研究将瞄准精密光谱科学与技术领域发展的国际最新前沿和交叉学科的发展趋势，侧重国家中长期科技发展战略目标的需求，瞄准国家战略高新技术发展中迫切需要的关键科学问题与技术创新，不断挑战并突破时间、空间和频率等基本物理量精度的现有水平，在精密调控及精密光谱新原理与高新技术方面实现原创性研究突破。
精密光谱科学与技术的发展极大地提高了人类探索自然规律的能力， 被科学界公认为是人类探索和揭示微观世界规律及发展重要前沿科学和高新技术的基点和关键。在以高分辨、高精度、高灵敏为特征的精密光谱科学与技术研究领域，不断挑战并突破时间高分辨、频率高分辨、高灵敏度的现有水平已成为科学家追求的目标，也成为重大科学发现的新起点。当前正在向10-18的频率标准精度。
10-18秒（阿秒）的时间分辨精度、单量子水平的测控以及XUV超短波段等推进，从而有望开创出处于学科与高技术前沿的全新的精密光谱科学与技术。特别是基于时-频域精密控制的现代精密光谱科学与技术的发展提供了其它研究手段与技术平台尚无法达到的时间、空间、频谱的超高精度和超高分辨，正在持续推动一大批基础学科与前沿交叉学科的迅猛发展。科学界都确信：精密光谱科学与技术领域内很多科学发现刚刚开始，正处于取得重大突破和作出重大建树的关键阶段，将为许多重要基础科学问题的研究以及尖端高新技术的发展带来重大革命性突破，使用更高的光谱精度和分辨率可能探测研究许多前所未见的新现象。
频谱分辨精度的进一步提高可望引发新一轮实验来验证物理基本常数以促进基本物理研究、实现量子电动力学与广义相对论的检验、揭示物质与反物质的可能不对称性、探索空间的各向同性特征等一系列超越传统物理的基本科学问题的探索；同时也为实现原子分子精密测控与物性量子调控等提供崭新的科学实验与观测方法。时间的超高分辨开始迈向阿秒（10-18s）时代，开拓出崭新的世界科学前沿：阿秒光谱学，最终将使人类理解和把握原子尺度微观世界中极端超快现象的梦想得以实现。现在已经找到很好的方法能把频谱超高分辨与时域超高分辨有机地结合起来，相关的基础科学研究以及高新技术发展都处于重大突破的前夜。精密光谱学正在开始推进到基于超快强场激光的精密光谱学的开拓与应用探索，通过极紫外和软X射线波段新频率范畴光场时域与频域精密操控的密切结合，将光梳技术延伸到VUV和XUV区域，可望实现极短波长（如X波段）的原子钟。
当前我国急需解决的诸多重大问题：如军事及航空航天领域中的精确制导和精确打击的关键技术—高精度的时间/频率标准技术，与国民经济和国家建设密切相关的标准战略、环境战略、公共安全等，都迫切需要精密光谱科学与技术的创新研究成果以及所提供的新机理、新方法、新技术和新装备。精密光谱科学与技术是发展具有战略意义的尖端高新技术的重要科学基础。在当代一些重要高技术领域的创新发展中，有着不可替代的强大推动作用。精密光谱学高新技术的发展，特别是诸如光子精密操控技术、光尺与光钟的研制、超灵敏光谱检测等，是与国家安全密切相关的核心学科领域。利用相干激光源对原子分子谱线的精密测定导致了原子频标-原子钟技术的发展，并推动了全球定位系统GPS的发展。而精密光谱科学中光场时-频域同时精密控制技术将提供更精确地时间/频率标准。有望使光学频率精度从10-16（我国仅10-15）提高到10-18，这将使授时系统的精度提高100倍，这必定会牵引一系列高新技术的发展。例如：与精确制导、精确打击紧密相关的频率标准，目前由原子钟提供，美国现在能达到的精度为10-16，（我国仅10-15），若精度达到10-18，预期精度将比目前最好的授时系统好100倍，这将是新一轮战略高技术国际竞争的起跑线。另一方面，超灵敏的光谱学与国民经济领域迫切需求的各种质量标准和超灵敏测量等密切相关。突破光谱检测灵敏度的现有水平，可望获得对痕量有害物质分子的单原子分子的超灵敏检测，为单原子分子、单量子点、量子器件等提供必不可少的探测手段，进一步可发展超灵敏激光测距、精确定位、生化分子的灵敏探测等高新技术，大大提升早期预警与处置能力以及对突发公共事件的及时、敏捷的防范能力。同时在通信的安全性确认、特种光子通信等信息安全领域有至关重要的应用。
实验室研究方向：
实验室从事富有特色的时/频域高分辨、高精度、高灵敏光谱学以及原子分子精密光谱学和精密操控的新原理探索和新技术开拓研究，并应用于若干重大前沿科学问题与高新技术。开展的研究方向包括：
（1）时域/频域精密光谱学研究；
（2）原子分子精密光谱学研究；
（3）超灵敏光谱学研究；
（4）精密光谱学相关交叉前沿开拓与应用研究；
（5）精密光谱学的前瞻性理论研究
实验室领导：
实验室主任：曾和平教授
实验室总支书记：毕志毅教授
实验室副主任：孙真荣教授
实验室副主任：黄国翔教授
实验室副主任：徐信业教授
实验室副主任：武愕副教授
实验室总支副书记：黄岚兰老师
实验室总工程师：丁晶新高工
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