2016年9月，超強(qiáng)超短激光輸出脈沖功率的“世界紀(jì)錄”在上海被刷新到5.3拍瓦。這個(gè)春節(jié)假期，中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所超強(qiáng)超短激光團(tuán)隊(duì)加班加點(diǎn)，調(diào)試設(shè)備，為不斷刷新這項(xiàng)世界紀(jì)錄積極奮戰(zhàn)。在上海光機(jī)所的浦東張江、嘉定園區(qū)，不回家的科研人員每天十幾個(gè)小時(shí)撲在實(shí)驗(yàn)室里，努力讓中國超強(qiáng)超短激光站穩(wěn)世界科技高峰。
用激光嘗試實(shí)現(xiàn)各種科學(xué)夢
2013年，該課題組實(shí)現(xiàn)2拍瓦的激光放大，打破了美國保持了十幾年的1.5拍瓦的世界紀(jì)錄。去年課題組將這項(xiàng)紀(jì)錄提高了一倍多之后，未來還要將紀(jì)錄翻番。“這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，將真正確立我國在這個(gè)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。”挑戰(zhàn)背后是一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域長期堅(jiān)持自主研發(fā)的實(shí)力積聚。
盡管超強(qiáng)超短激光大科學(xué)裝置位于浦東張江，但在上海光機(jī)所的嘉定園區(qū)，有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置為它源源不斷地提供科學(xué)支撐：一個(gè)是2拍瓦超強(qiáng)超短激光裝置，另一個(gè)是新一代超強(qiáng)超短激光綜合實(shí)驗(yàn)裝置。
上世紀(jì)90年代初，上海光機(jī)所就開始自主研發(fā)超強(qiáng)超短激光的核心技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)裝置的輸出功率不斷提升，并以此開展很多應(yīng)用研究———作為科研工具，只有用了之后，才知道如何進(jìn)一步提升性能，更好地為應(yīng)用服務(wù)。
隔著走廊玻璃，記者看到這臺(tái)設(shè)備占據(jù)了一個(gè)400多平方米的房間。所有的激光都已被封閉在管道和箱體中，科學(xué)家在最后出光的地方做實(shí)驗(yàn)。近幾年，利用這臺(tái)裝置，科學(xué)家嘗試了很多有趣的工作。比如，激光驅(qū)動(dòng)高能電子束、激光產(chǎn)生反物質(zhì)、用激光造雪，或是在納米尺度雕刻精細(xì)、平滑過渡的圖像，用激光驅(qū)動(dòng)質(zhì)子束并對蜻蜓的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)子照相等。
“2012年，我們所首次用飛秒強(qiáng)激光在云室中誘導(dǎo)大面積降雪。”實(shí)驗(yàn)室王文鵬副研究員介紹說，激光干預(yù)天氣聽起來是很“科幻”的前沿探索，但科學(xué)夢想是一定要有的，萬一實(shí)現(xiàn)了呢？
龐大加速器有望變成“臺(tái)式機(jī)”
換上白大褂，套上鞋套和頭套，經(jīng)過風(fēng)淋房，記者走進(jìn)新一代超強(qiáng)超短激光綜合實(shí)驗(yàn)裝置的超凈實(shí)驗(yàn)室。
“這里正在研發(fā)的，是利用超強(qiáng)超短激光加速電子，然后產(chǎn)生自由電子激光的新技術(shù)。”正在加班的實(shí)驗(yàn)室工作人員告訴記者，現(xiàn)在的加速器都非常龐大，動(dòng)輒需要幾百米長，而超強(qiáng)超短激光可以讓電子在很短時(shí)間內(nèi)，擁有極高的速度和能量，有望讓加速器變得非常袖珍———未來，或許每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都能放上一臺(tái)，隨時(shí)可以做實(shí)驗(yàn)、做檢測。
目前，這臺(tái)設(shè)備還只是在臨時(shí)實(shí)驗(yàn)大樓中集成。為了更合理安全地調(diào)試設(shè)備，幾條線路必須分開調(diào)試，所有科研人員和學(xué)生，也都分成兩班：白天調(diào)試一路，晚上調(diào)試另一路。
“光學(xué)調(diào)試是十分精密的操作。”實(shí)驗(yàn)室工作人員說，春節(jié)里，大家都回家過年了，大樓里空空如也，這正是干活兒的好時(shí)機(jī)。所以，這次春節(jié)，大多數(shù)工作人員都留下來加班了。
引領(lǐng)世界全靠多年厚積薄發(fā)
“要加班，一起來。”這句話經(jīng)常被實(shí)驗(yàn)室上下掛在嘴邊，因?yàn)檫@個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作既有理論研究，又有工程推進(jìn)，還有運(yùn)營維護(hù)和后勤保障等，每一項(xiàng)都離不開團(tuán)隊(duì)成員的通力合作。
從去年9月成功輸出5拍瓦激光后，他們一直努力提高激光的品質(zhì)。功率只是眾多指標(biāo)之一，要成為能夠提供給用戶的穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)光源，還有聚焦強(qiáng)度、信噪比等很多指標(biāo)。如今，裝置的輸出功率已經(jīng)達(dá)到5.4拍瓦。
記者采訪當(dāng)口，設(shè)備正好出了點(diǎn)故障，他們正在商量用國產(chǎn)的器件替換掉出故障的進(jìn)口件。實(shí)驗(yàn)室許毅副研究員說，由于十幾年堅(jiān)持自主研發(fā)，現(xiàn)在他們自己研制的激光器水準(zhǔn)已經(jīng)超過了進(jìn)口產(chǎn)品，覺得哪里不滿意，馬上可以自己動(dòng)手改進(jìn)。“過去是我們求購國外的激光器件，現(xiàn)在是人家來找我們買器件、求合作。”他說，自主研發(fā)在起步時(shí)雖然看起來發(fā)展慢，但積攢的后勁卻是十年之后才顯現(xiàn)出來，“沒有當(dāng)年的自主研發(fā)，現(xiàn)在我們可能還只能買人家的現(xiàn)成器件，永遠(yuǎn)走不到引領(lǐng)的位置。”
用激光嘗試實(shí)現(xiàn)各種科學(xué)夢
2013年，該課題組實(shí)現(xiàn)2拍瓦的激光放大，打破了美國保持了十幾年的1.5拍瓦的世界紀(jì)錄。去年課題組將這項(xiàng)紀(jì)錄提高了一倍多之后，未來還要將紀(jì)錄翻番。“這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，將真正確立我國在這個(gè)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。”挑戰(zhàn)背后是一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域長期堅(jiān)持自主研發(fā)的實(shí)力積聚。
盡管超強(qiáng)超短激光大科學(xué)裝置位于浦東張江，但在上海光機(jī)所的嘉定園區(qū)，有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置為它源源不斷地提供科學(xué)支撐：一個(gè)是2拍瓦超強(qiáng)超短激光裝置，另一個(gè)是新一代超強(qiáng)超短激光綜合實(shí)驗(yàn)裝置。
上世紀(jì)90年代初，上海光機(jī)所就開始自主研發(fā)超強(qiáng)超短激光的核心技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)裝置的輸出功率不斷提升，并以此開展很多應(yīng)用研究———作為科研工具，只有用了之后，才知道如何進(jìn)一步提升性能，更好地為應(yīng)用服務(wù)。
隔著走廊玻璃，記者看到這臺(tái)設(shè)備占據(jù)了一個(gè)400多平方米的房間。所有的激光都已被封閉在管道和箱體中，科學(xué)家在最后出光的地方做實(shí)驗(yàn)。近幾年，利用這臺(tái)裝置，科學(xué)家嘗試了很多有趣的工作。比如，激光驅(qū)動(dòng)高能電子束、激光產(chǎn)生反物質(zhì)、用激光造雪，或是在納米尺度雕刻精細(xì)、平滑過渡的圖像，用激光驅(qū)動(dòng)質(zhì)子束并對蜻蜓的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)子照相等。
“2012年，我們所首次用飛秒強(qiáng)激光在云室中誘導(dǎo)大面積降雪。”實(shí)驗(yàn)室王文鵬副研究員介紹說，激光干預(yù)天氣聽起來是很“科幻”的前沿探索，但科學(xué)夢想是一定要有的，萬一實(shí)現(xiàn)了呢？
龐大加速器有望變成“臺(tái)式機(jī)”
換上白大褂，套上鞋套和頭套，經(jīng)過風(fēng)淋房，記者走進(jìn)新一代超強(qiáng)超短激光綜合實(shí)驗(yàn)裝置的超凈實(shí)驗(yàn)室。
“這里正在研發(fā)的，是利用超強(qiáng)超短激光加速電子，然后產(chǎn)生自由電子激光的新技術(shù)。”正在加班的實(shí)驗(yàn)室工作人員告訴記者，現(xiàn)在的加速器都非常龐大，動(dòng)輒需要幾百米長，而超強(qiáng)超短激光可以讓電子在很短時(shí)間內(nèi)，擁有極高的速度和能量，有望讓加速器變得非常袖珍———未來，或許每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都能放上一臺(tái)，隨時(shí)可以做實(shí)驗(yàn)、做檢測。
目前，這臺(tái)設(shè)備還只是在臨時(shí)實(shí)驗(yàn)大樓中集成。為了更合理安全地調(diào)試設(shè)備，幾條線路必須分開調(diào)試，所有科研人員和學(xué)生，也都分成兩班：白天調(diào)試一路，晚上調(diào)試另一路。
“光學(xué)調(diào)試是十分精密的操作。”實(shí)驗(yàn)室工作人員說，春節(jié)里，大家都回家過年了，大樓里空空如也，這正是干活兒的好時(shí)機(jī)。所以，這次春節(jié)，大多數(shù)工作人員都留下來加班了。
引領(lǐng)世界全靠多年厚積薄發(fā)
“要加班，一起來。”這句話經(jīng)常被實(shí)驗(yàn)室上下掛在嘴邊，因?yàn)檫@個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作既有理論研究，又有工程推進(jìn)，還有運(yùn)營維護(hù)和后勤保障等，每一項(xiàng)都離不開團(tuán)隊(duì)成員的通力合作。
從去年9月成功輸出5拍瓦激光后，他們一直努力提高激光的品質(zhì)。功率只是眾多指標(biāo)之一，要成為能夠提供給用戶的穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)光源，還有聚焦強(qiáng)度、信噪比等很多指標(biāo)。如今，裝置的輸出功率已經(jīng)達(dá)到5.4拍瓦。
記者采訪當(dāng)口，設(shè)備正好出了點(diǎn)故障，他們正在商量用國產(chǎn)的器件替換掉出故障的進(jìn)口件。實(shí)驗(yàn)室許毅副研究員說，由于十幾年堅(jiān)持自主研發(fā)，現(xiàn)在他們自己研制的激光器水準(zhǔn)已經(jīng)超過了進(jìn)口產(chǎn)品，覺得哪里不滿意，馬上可以自己動(dòng)手改進(jìn)。“過去是我們求購國外的激光器件，現(xiàn)在是人家來找我們買器件、求合作。”他說，自主研發(fā)在起步時(shí)雖然看起來發(fā)展慢，但積攢的后勁卻是十年之后才顯現(xiàn)出來，“沒有當(dāng)年的自主研發(fā)，現(xiàn)在我們可能還只能買人家的現(xiàn)成器件，永遠(yuǎn)走不到引領(lǐng)的位置。”
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