2016年9月，超強超短激光輸出脈沖功率的“世界紀錄”在上海被刷新到5.3拍瓦。這個春節(jié)假期，中科院上海光學精密機械研究所超強超短激光團隊加班加點，調(diào)試設備，為不斷刷新這項世界紀錄積極奮戰(zhàn)。在上海光機所的浦東張江、嘉定園區(qū)，不回家的科研人員每天十幾個小時撲在實驗室里，努力讓中國超強超短激光站穩(wěn)世界科技高峰。
用激光嘗試實現(xiàn)各種科學夢
2013年，該課題組實現(xiàn)2拍瓦的激光放大，打破了美國保持了十幾年的1.5拍瓦的世界紀錄。去年課題組將這項紀錄提高了一倍多之后，未來還要將紀錄翻番。“這個目標實現(xiàn)后，將真正確立我國在這個領域的國際領先地位。”挑戰(zhàn)背后是一個學科領域長期堅持自主研發(fā)的實力積聚。
盡管超強超短激光大科學裝置位于浦東張江，但在上海光機所的嘉定園區(qū)，有兩個實驗裝置為它源源不斷地提供科學支撐：一個是2拍瓦超強超短激光裝置，另一個是新一代超強超短激光綜合實驗裝置。
上世紀90年代初，上海光機所就開始自主研發(fā)超強超短激光的核心技術(shù)，使實驗裝置的輸出功率不斷提升，并以此開展很多應用研究———作為科研工具，只有用了之后，才知道如何進一步提升性能，更好地為應用服務。
隔著走廊玻璃，記者看到這臺設備占據(jù)了一個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，科學家在最后出光的地方做實驗。近幾年，利用這臺裝置，科學家嘗試了很多有趣的工作。比如，激光驅(qū)動高能電子束、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、平滑過渡的圖像，用激光驅(qū)動質(zhì)子束并對蜻蜓的精細結(jié)構(gòu)進行質(zhì)子照相等。
“2012年，我們所首次用飛秒強激光在云室中誘導大面積降雪。”實驗室王文鵬副研究員介紹說，激光干預天氣聽起來是很“科幻”的前沿探索，但科學夢想是一定要有的，萬一實現(xiàn)了呢？
龐大加速器有望變成“臺式機”
換上白大褂，套上鞋套和頭套，經(jīng)過風淋房，記者走進新一代超強超短激光綜合實驗裝置的超凈實驗室。
“這里正在研發(fā)的，是利用超強超短激光加速電子，然后產(chǎn)生自由電子激光的新技術(shù)。”正在加班的實驗室工作人員告訴記者，現(xiàn)在的加速器都非常龐大，動輒需要幾百米長，而超強超短激光可以讓電子在很短時間內(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，或許每個實驗室都能放上一臺，隨時可以做實驗、做檢測。
目前，這臺設備還只是在臨時實驗大樓中集成。為了更合理安全地調(diào)試設備，幾條線路必須分開調(diào)試，所有科研人員和學生，也都分成兩班：白天調(diào)試一路，晚上調(diào)試另一路。
“光學調(diào)試是十分精密的操作。”實驗室工作人員說，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機。所以，這次春節(jié)，大多數(shù)工作人員都留下來加班了。
引領世界全靠多年厚積薄發(fā)
“要加班，一起來。”這句話經(jīng)常被實驗室上下掛在嘴邊，因為這個團隊的工作既有理論研究，又有工程推進，還有運營維護和后勤保障等，每一項都離不開團隊成員的通力合作。
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，還有聚焦強度、信噪比等很多指標。如今，裝置的輸出功率已經(jīng)達到5.4拍瓦。
記者采訪當口，設備正好出了點故障，他們正在商量用國產(chǎn)的器件替換掉出故障的進口件。實驗室許毅副研究員說，由于十幾年堅持自主研發(fā)，現(xiàn)在他們自己研制的激光器水準已經(jīng)超過了進口產(chǎn)品，覺得哪里不滿意，馬上可以自己動手改進。“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，永遠走不到引領的位置。”
用激光嘗試實現(xiàn)各種科學夢
2013年，該課題組實現(xiàn)2拍瓦的激光放大，打破了美國保持了十幾年的1.5拍瓦的世界紀錄。去年課題組將這項紀錄提高了一倍多之后，未來還要將紀錄翻番。“這個目標實現(xiàn)后，將真正確立我國在這個領域的國際領先地位。”挑戰(zhàn)背后是一個學科領域長期堅持自主研發(fā)的實力積聚。
盡管超強超短激光大科學裝置位于浦東張江，但在上海光機所的嘉定園區(qū)，有兩個實驗裝置為它源源不斷地提供科學支撐：一個是2拍瓦超強超短激光裝置，另一個是新一代超強超短激光綜合實驗裝置。
上世紀90年代初，上海光機所就開始自主研發(fā)超強超短激光的核心技術(shù)，使實驗裝置的輸出功率不斷提升，并以此開展很多應用研究———作為科研工具，只有用了之后，才知道如何進一步提升性能，更好地為應用服務。
隔著走廊玻璃，記者看到這臺設備占據(jù)了一個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，科學家在最后出光的地方做實驗。近幾年，利用這臺裝置，科學家嘗試了很多有趣的工作。比如，激光驅(qū)動高能電子束、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、平滑過渡的圖像，用激光驅(qū)動質(zhì)子束并對蜻蜓的精細結(jié)構(gòu)進行質(zhì)子照相等。
“2012年，我們所首次用飛秒強激光在云室中誘導大面積降雪。”實驗室王文鵬副研究員介紹說，激光干預天氣聽起來是很“科幻”的前沿探索，但科學夢想是一定要有的，萬一實現(xiàn)了呢？
龐大加速器有望變成“臺式機”
換上白大褂，套上鞋套和頭套，經(jīng)過風淋房，記者走進新一代超強超短激光綜合實驗裝置的超凈實驗室。
“這里正在研發(fā)的，是利用超強超短激光加速電子，然后產(chǎn)生自由電子激光的新技術(shù)。”正在加班的實驗室工作人員告訴記者，現(xiàn)在的加速器都非常龐大，動輒需要幾百米長，而超強超短激光可以讓電子在很短時間內(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，或許每個實驗室都能放上一臺，隨時可以做實驗、做檢測。
目前，這臺設備還只是在臨時實驗大樓中集成。為了更合理安全地調(diào)試設備，幾條線路必須分開調(diào)試，所有科研人員和學生，也都分成兩班：白天調(diào)試一路，晚上調(diào)試另一路。
“光學調(diào)試是十分精密的操作。”實驗室工作人員說，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機。所以，這次春節(jié)，大多數(shù)工作人員都留下來加班了。
引領世界全靠多年厚積薄發(fā)
“要加班，一起來。”這句話經(jīng)常被實驗室上下掛在嘴邊，因為這個團隊的工作既有理論研究，又有工程推進，還有運營維護和后勤保障等，每一項都離不開團隊成員的通力合作。
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，還有聚焦強度、信噪比等很多指標。如今，裝置的輸出功率已經(jīng)達到5.4拍瓦。
記者采訪當口，設備正好出了點故障，他們正在商量用國產(chǎn)的器件替換掉出故障的進口件。實驗室許毅副研究員說，由于十幾年堅持自主研發(fā)，現(xiàn)在他們自己研制的激光器水準已經(jīng)超過了進口產(chǎn)品，覺得哪里不滿意，馬上可以自己動手改進。“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，永遠走不到引領的位置。”
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