我校精密光谱科学与技术国家重点实验室冷分子研究小组近年来取得了多项成果。例如：2008年在《物理评论快报》发表论文“冷分子静电表面导引：实验验证”（SCI影响因子为7.328）；2010年在《物理化学与化学物理学报》发表论文“采用低通能量滤波技术产生的乙腈连续冷分子束”（SCI影响因子为4.062）；2011年在《物理评论快报》发表论文“可控制冷分子静电分束器的实验验证”（SCI影响因子为7.328）等。
众所周知，“冷分子”或“超冷分子”可广泛应用于基本物理问题的基础研究、基本物理定律的实验验证、基本物理常数的精密测量、分子波包动力学的相干操控、冷分子碰撞性质的实验研究、光学频标精度的改善、冷分子光钟、冷分子光谱学、光梳精密光谱学、冷分子化学、量子计算与量子信息处理、分子BEC的实现、分子激光的输出、费米分子量子简并气体、量子分子光学、非线性分子光学、凝聚态物理现象的量子模拟、分子物质波的干涉计量术、纳米分子束刻蚀术、纳米新材料的实验制备等。显然，开展冷分子的研究不仅可推动冷分子物理、冷分子化学、冷分子光学、量子光学、精密测量科学、量子信息科学、超冷化学、冷分子精密光谱学、凝聚态物理，甚至天文学、环境科学、材料科学，生物科学等学科的发展，带动相关学科的基础研究，而且可发展出许多高新技术，推动人类社会和国民经济的快速发展。因此，开展“冷分子科学与技术”的研究不仅有着重要的科学意义，而且有着广阔的应用前景。
冷分子研究小组在学校211工程二期40万启动经费的资助下，通过借钱和争取国家基金委、科技部和上海市科委项目经费的艰苦努力，从2006年开始筹建了国内第一个从事冷分子科学与技术研究的实验室，目前已建成了超声分子束静电Stark减速系统、连续冷分子束产生的速度滤波系统、集成分子光学与分子芯片研究系统、缓冲气体冷却实验系统和冷分子摆动光谱实验系统等五个实验研究平台。在此期间，该研究小组从2005年开始从国家科技部、国家基金委和上海市科委等部门争取到科研经费约1500万，2008年后从学校985、211和国家重点实验室自主课题等获得科研经费与仪器设备费合计600余万，为冷分子实验室的建设与实验研究奠定了基础。
近五年来，在上述各项科研项目和学校实验室建设经费的支持下，我们开展了冷分子制备及其量子调控、集成分子光学及其分子芯片的理论与实验研究，取得了一些重要的实验进展。例如，在冷分子的实验制备与研究方面：我们首先自行设计与研制了第一代静电Stark减速器，开展了超声ND3分子束静电Stark减速的理论与实验研究，成功实现了超声分子束从初始速度360m/s到最终速度75m/s的有效减速，相应的冷分子波包温度约为26mK。此后，经过技术改进与参数优化，获得了平均速度为25m/s和温度约为10mK的脉冲冷分子束，达到了目前国际上同类研究的先进水平。其次，我们自行设计与研制了第一代基于静电弯曲导引技术的低通速度滤波系统，开展了连续冷分子束产生及其传输特性的理论与实验研究，在国际上首次发现了二个新的标定定律：即（1）冷分子束横向与纵向温度正比于导引电压的一次方，（2）冷分子导引效率正比于导引电压的二次方，并获得了横向与纵向温度分别为40mK与500mK的连续乙腈冷分子束，这是目前国际上采用同类技术产生的温度最低的连续冷分子束。论文已发表于Phys. Chem. Chem. Phys., 12, 745-752 (2010)；最近，我们联合采用缓冲气体冷却与低通速度滤波技术成功实现了氟甲烷和二冷氟甲烷连续冷分子束的产生，开展了相应的实验研究，获得了内态温度更低的冷分子束源。
在集成分子光学元器件的设计与实验研究方面：我们在国际上首先提出并实验验证了芯片表面冷分子静电导引的新方案，研究了表面导引效率与导引电压的依赖关系，获得了30-40%的绝对导引效率，并首次观测了导引冷分子束的横向温度效应，相关研究成果发表于物理学国际顶尖学术刊物Phys. Rev. Lett, 100, 043003(2008); 论文发表后Nature Physics把我们的研究工作作为“Research highlight, 研究亮点”进行了重点报道和评价，并认为“香港118现场直播站印建平等人发展了一种可用于极性冷分子静电导引、分束与干涉的技术手段，为新颖的分子光学研究铺平了道路”，“该技术可被微型化、并在芯片表面集成化，因而可用于制作微型分子分束器及其分子干涉仪”。最近，我们在国际上首先提出并实验验证了芯片表面冷分子静电分束器的新方案，研究了分子分束器的分束比与导引电压差、分束器导引效率与导引电压差，以及分子分束器的分束比与分子束平均速度等的依赖关系，首次观测到了分子器导引效率曲线上的“反常凹陷”现象，并给出了合理的物理解释。实验结果表明：我们研制的可控制分束器的分束比可方便地实现从10%到90%的连续调谐，相应的绝对导引效率可达50%以上。论文发表于Phys. Rev. Lett., 106, 140401 (2011)。显然，这样的可控制高效分子分束器在冷分子物理、集成分子光学及其分子芯片、分子物质波干涉及其精密测量科学等领域中有着重要的应用。
展望未来，我们冷分子小组将开展化学稳定分子的有效减速与亚豪开冷却、集成分子芯片的研制、量子调控冷分子摆动光谱等的理论与实验研究，为全光型化学稳定分子玻色-爱因斯坦凝聚（分子BEC）和费米量子简并（分子FQN）的实现、分子激光的输出、量子分子光学与非线性分子光学的实验研究，以及超冷分子在冷分子精密光谱学、冷分子化学、精密测量科学和量子信息科学等领域中的应用研究奠定实验基础，并为冷分子科学与技术的发展作出应有的贡献。
