我国首个阿秒激光装置正在建设中

2023/10/6 来源：东莞市懿展精密五金制品有限公司

有了“阿秒”，人们才得以顺利看见了“光”
如果，物质运动得比分子还快，怎么办？比如一闪而过的“光”。在“阿秒”诞生之前，仅仅靠着 “皮秒”和“飞秒”，人们还是看不见光。对于“快”的追逐，让“阿秒”的诞生有了历史性的意义。

科研人员曾不止一次应为“追光”而获得诺贝尔奖。1999年，亚米德·齐威尔因为“用飞秒光谱学对化学反应过渡态的研究”获得了诺贝尔化学奖。2018年，超强超短激光的啁啾脉冲放大技术(cpa) 就曾获得诺贝尔物理学奖。今年“阿秒”的获奖，更是让人们对于“瞬间”的捕捉，精确到了10的负18次方秒。目前，世界上最短的单个阿秒光学脉冲是53阿秒和43阿秒。

这是一个非常短的时间单位，到底有多短呢？科研人员曾打过一个有趣的比方，1秒中光传播的距离可以绕地球7.5圈，而1阿秒中光只能从水分子的一端传播到另一端。换个角度，如果将1阿秒与1秒相比，相当于将1秒与宇宙的年龄相比。

2004年，阿秒条纹相机诞生，人们得以顺利捕捉“光”的存在。上海科技大学物质科学与技术学院助理教授潘义明告诉记者，通过条纹照相技术，科研人员可以获得阿秒脉冲信息，物质内部电子运动的信息，驱动激光脉冲的电场信息。“我们可以看见‘光’，这是阿秒的能力，不是其他学科能够替代的。”

“阿秒”成为了科研人员探索电子世界的新工具。“对于科研人员来说，阿秒研究势在必得，有了阿秒，很多理科实验中的相关原子尺度内动力学过程会看的更加清楚，人们对于生物蛋白、生命现象、原子尺度等相关研究会更加精确。”潘义明说。

中科院物理研究所研究员魏志义认为，相干光脉冲从飞秒进步到阿秒，不单是时间尺度的简单进步，更重要的是将人们研究物质结构的能力，从原子分子运动推进到了原子内部，可以对电子运动和关联行为进行探测，从而引发了基础物理研究的重大革命。精密测量电子的运动，实现对其物理性质的理解，进而控制原子内电子的动力学行为是人们追求的重要科学目标之一。有了阿秒脉冲，我们就能测量甚至操纵单个微观粒子，进而对微观世界，也就是一个被量子力学主宰的世界，进行更基础更具有原理性的观察和描述。

虽然这一项研究距离普通大众的距离还有些遥远，但“蝴蝶翅膀”的煽动，必将引发科研“风暴”的来临。在我国，阿秒激光相关的研究被纳入国家重要发展方向，已经建成的相关实验系统及正在规划的科学装置，将为阿秒动力学的研究提供重要的创新手段，通过观察电子运动，成为未来时间分辨率范畴的最好“电镜”。

据公开信息，在我国位于粤港澳大湾区的松山湖材料实验室，正在规划一台阿秒激光装置。据介绍，先进阿秒激光设施由中科院物理所与中科院西光所共建、松山湖材料实验室参与建设。通过高起点设计，建设具有高重复频率、高光子能量、高通量及极短脉宽的多束线站，提供最短脉宽小于60as、最高光子能量可到500ev的超快相干辐射，并配备建设相应的应用研究平台，建成后综合指标有望实现国际领先。