در زیر زمینه‌های پژوهشی هر یک از اعضای گروه به تفکیک توضیح داده شده است:

دکتر حسنی:

کارهای پژوهشی بنده در شاخه اپتیک تجربی و کاربردی بیشتر بر استفاده از روشهای تداخل سنجی، پراش سنجی و قطبش سنجی برای اندازه‌گیری های اپتیکی متمرکز می باشد. همچنین، اینجانب به پدیده‌های آماری در نور و برهمکنش آن با ماده علاقمند هستم. در گروه بنده از تکنیک هایی مانند، تداخل سنجی دو باریکه ای، چند باریکه ای، تداخل سنجی چینشی، پراش فرنل و تداخل سنجی پیسه ای برای اندازه‌گیری ویژگیهای نور، مانند میزان همدوسی، قطبش، تغییر شکل جبهه موج، طیف و یا ویژگیهای مواد، مانند ضریب شکست، تغییر شکل، نمایه سطح، ضریب پخش، نقشه گرادیان دما، گرانروی و غیره استفاده می‌شود. انجام پژوهشهای اینچنین نیازمند صرف وقت بسیار برای برپایی چیدمان های اپتیکی، انجام آزمایش و داده گیری، تحلیل داده‌ها با روشهای آماری و کد نویسی های نسبتاً طولانی می‌باشد .

دکتر خزعلی:

گروه تحقیقاتی دکتر خزعلی به بررسی جنبه‌های مختلف علوم و فناوری کوانتومی می‌پردازد و بر سخت‌افزار محاسبات، ارتباطات، تصحیح خطا، شبیه‌سازی و اندازه‌گیری کوانتومی تمرکز دارد. آن‌ها سخت‌افزارهای کوانتومی را با استفاده از پلتفرم‌هایی مانند اتم‌های خنثی، فوتون‌ها، تله‌های یونی، مدارهای ابررسانا، آرایه‌های حفره‌ای، کریستال‌های Cu₂O و سیستم‌های اپتومکانیکی طراحی می‌کنند. در حوزه ارتباطات کوانتومی، این گروه بر توسعه زیرساخت‌های اینترنت کوانتومی شامل حافظه‌های کوانتومی، گیت‌های فوتونی و یک ترمینال کوانتومی جهانی که دستگاه‌های موبایل را به سرورهای کوانتومی متصل می‌کند، کار می‌کنند. تحقیقات آن‌ها در محاسبات کوانتومی بر طراحی گیت‌های چندکیوبیتی با فیدلیتی بالا و برهم‌کنش‌های وابسته به کیوبیت برای بهبود پردازشگرها و تصحیح خطا متمرکز است. همچنین، طرح‌های خودکار و توپولوژیکی برای تصحیح خطا توسعه می دهند تا امکان پیاده سازی الگوریتم‌های پیچیده را فراهم کنند. در زمینه ماده کوانتومی، فازهای جدیدی مانند سوپر جامدها و مولکول‌های سالیتونی در BECهای برانگیخته به ترازهای ریدبرگی بررسی می‌شود. در شبیه‌سازی کوانتومی از اتم‌های ریدبرگ برای مدل‌های آیزینگ، SSH و هبارد، برای شبیه سازی سیستم‌های زیستی و ماده چگال، استفاده می‌کنند. همچنین، آن‌ها حالت‌های درهم‌تنیده بزرگ برای اندازه‌گیری‌های دقیق و آزمایش‌های بنیادی مکانیک کوانتومی تولید می‌کنند. با ترکیب سخت‌افزار نوآورانه، محاسبات بهینه‌شده و شبیه‌سازی‌های پیشرفته، تحقیقات آن‌ها به توسعه فناوری‌های کوانتومی کاربردی کمک می‌کند و به سؤالات اساسی فیزیک پاسخ می‌دهد.

دکتر سررشته‌داری:

آزمایشگاه تحقیقاتی تشدید کوانتومی

زمینه اصلی فعالیت آزمایشگاه تحقیقاتی تشدید کوانتومی، پژوهش در حوزه برهمکنش لیزر-اتم و کاربردهای آن می باشد. از مهمترین فعالیتهای آزمایشگاه در این زمینه میتوان به کار بر روی پیاده سازی سیتم به دام اندازی و سردسازی اتمهای سزیم، پیاده سازی سیستم شفافیت القایی الکترومغناطیسی، انجام اسپکتروسکوپی جذبی و اشباعی ترازهای فوق ریز اتمی، پژوهش بر روی تکنیکهای قفل لیزر بر گذارهای اتمی با روش های مختلف و ... اشاره کرد. یکی دیگر از زمینه های کاری این آزمایشگاه، پژوهش در حوزه تشدید مغناطیسی شامل شدید مغناطیسی هسته (NMR) و تشدید مغناطیسی الکترون (ESR) می باشد. به عنوان برخی از زمینه های کاری آزمایشگاه در این زمینه، میتوان به پیاده سازی مگنتومترهای اتمی (مگنتومتر پمپاژ اپتیکی)، مگنتومترهای پروتون پریسیژن، مگنتومترهای پروتون پریسیژن ارتقا یافته بر اساس پژواک اسپین و مگنتومترهای اورهاوزر اشاره کرد.

دکتر قربانزاده:

فعالیتهای تحقیقاتی در سه آزمایشگاه لیزر، اپتیک کوانتومی و پلاسما (تحت مدیریت دکتر عطاملک قربانزاده)، که شامل هر دو مطالعات نظری و تجربی هستند، در زیر آمده اند. غالب این فعالیتها، از سوی صنعت و سازمانهای خارج از دانشگاه مورد حمایت می باشند.

1. محاسبات کوانتومی متغییر پیوسته در بستر خوشه های درهمتنیده تشکیل شده از نورهای چلانده. خوشه نوری که از مدهای نوری بدست آمده بر مبنای تقسیم زمانی بهره می برد، بصورت تجربی برای اجرای گیتهای پایه مورد نیاز محاسبات، ساخته و مورد بهره برداری قرار خواهد گرفت.

2. تشکیل تصویر سه بعدی از اجسام توسط لیدار تک فوتونی. در این کار از لیزرهایی با پالسهای پیکو ثانیه و فرکانس تکرار بالا استفاده میشود که به دوردست ارسال و فوتونهای برگشتی توسط یک تلسکوپ جمع آوری و به آشکارساز آرایه ای تک فوتون جهت آشکارسازی هدایت میشود. تصویر سه بعدی با استفاده از اطلاعات زمان پرواز فوتونها بازسازی میشود.

3. تصویربرداری شبح- در این کار علاوه بر پروتکلهای متعارف، از پروتکل کوانتومی ابتکاری برای بهره برداری از مزیت کوانتمی و افزایش سیگنال به نوفه پیشنهاد، و مورد ارزیابی تجربی قرار خواهد گرفت. تصویربرداری به کمک همدوسی کوانتومی مرتبه دوم و مراتب بالاتر انجام خواهد گرفت.

4. سنجش از راه دور مولکولها به کمک پروتکلهای کلاسیکی و کوانتومی-مفاهیم نشت یابی از راه دور و تعیین غلظت مولکولی کلاسیکی به حوزه کوانتومی تعمیم داده خواهند شد. انتظار اینست که مینیمم غلظت قابل شناسایی مولکولها و ذرات حدود یک تا دو مرتبه بزرگی نسبت به مشابه کلاسیکی خود کاهش یابد.

5.  تبدیل گاز طبیعی به فرآورده های با ارزش هیدروکربنی توسط پلاسمای پالسی- گاز طبیعی یک منبع هیدروکربنی فراوان و ارزان قیمت است، که در صدد هستیم با کمک پلاسما آنرا به فرآورده های با ارزش تر هیدروکربنی، بخصوص اتیلن، تبدیل کنیم. تبدیل مستقیم متان (مولفه اصلی گاز طبیعی) به اولفینها، چالش دیرپای علم شیمی و مهندسی شیمی است که ما با استفاده از پلاسمای ابتکاری خود به حل این چالش نزدیک شده ایم.

دکتر نهال:

آزمایشگاه پژوهشی مواد فوتونیکی

آزمایشگاه پژوهشی اندازه گیری اپتیکی

زمینه پژوهشی: پلاسمونیک، نانوفوتونیک و اندازه گیری اپتیکی

فعالیتهای پژوهشی من به دودسته تقسیم میشوند:

الف- مطالعه برهمکنش نور با مواد فوتونیکی حساس به نور:

1. لایه‌های نازک حساس به نور آلاییده به نانوذرات نقره: در نتیجه ی برهمکنش نور با این لایه‌ها، ساختارهای دوره‌ای خودسامانده‌ای تشکیل می‌دهند که به قطبش نور فرودی حساس هستند و اطلاعات مربوط به قطبش، زاویه فرود، طول موج و ضریب شکست زیرلایه را ضبط می‌کنند. نمونه‌های حاوی این ساختارها قابلیت فعالیت نوری پیدا می‌کنند که در ۱۰ سال گذشته بر روی آن متمرکز شده‌ایم و سعی در تقویت قدرت چرخش نوری آنها داریم.

2. شیشه‌های آلاییده به نانوذرات فلزی مانند نقره و مس به روش تبادل یون، در برهمکنش با نور شدید لیزر، افزایش دما یا باریکه‌های یونی مثل هلیوم، دچار تغییر ضریب شکست و جذب می‌شوند. از این ویژگی در ابداع روش نوین لیتوگرافی با باریکه‌ی یونی در شیشه‌های تبادل یون شده بهره برده‌ایم که ثبت اختراع نیز شد.

ب- تدوین روش‌های جدید و انجام اندازه‌گیری‌های دقیق اپتیکی: مانند طول، نمایه و زبری سطوح، توزیع و تغییر ضریب شکست، استرس و بهبود روش‌های تصویربرداری به کمک تکنیک‌های تداخل‌سنجی، پراش‌سنجی، تکنیک ماره و طرح پیسه.​​​