“我們正站在光子產(chǎn)業(yè)從‘技術(shù)追趕’到‘產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)’的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。”日前，在廈門(mén)舉辦的“好望角科學(xué)沙龍”超快光學(xué)專場(chǎng)活動(dòng)上，中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、沙龍主持人魏紅祥在開(kāi)場(chǎng)中強(qiáng)調(diào)。

本次沙龍以“超快之光：從激光脈沖到光子產(chǎn)業(yè)新紀(jì)元”為主題，旨在推動(dòng)前沿學(xué)術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)資本的融合和跨界交流。與會(huì)多位專家指出，超快光學(xué)技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)前沿，將在芯片制造、醫(yī)療檢測(cè)、國(guó)防探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。

“AI的蓬勃發(fā)展正倒逼芯片技術(shù)走向多維化。”澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士賈寶華指出，當(dāng)前微納加工技術(shù)已逼近二維極限，而基于飛秒脈沖激光的納米打印技術(shù)，能夠以“納米畫(huà)筆”在金屬、硅等材料上“繪制”復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)芯片從平面到立體的跨越。

賈寶華表示，激光納米打印就像一支“神奇的筆”，不僅可以制造微納光學(xué)器件與光纖傳感器，還能打印出用于精準(zhǔn)控制的微流控芯片。

“超快激光在學(xué)術(shù)層面取得巨大成功，在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用方興未艾?！辟Z寶華認(rèn)為，除了可利用激光制造AI需要的三維芯片，隨著精密制造產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，智能納米打印也會(huì)迎來(lái)快速增長(zhǎng)。

超快光學(xué)主要研究光在皮秒、飛秒乃至阿秒的時(shí)間尺度內(nèi)行為、操控及應(yīng)用，其技術(shù)基礎(chǔ)正是超短脈沖激光。

“人類探索微觀世界的時(shí)間尺度，正以每20年提高三個(gè)數(shù)量級(jí)的速度推進(jìn)?！比A東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員、博士生導(dǎo)師倪宏程在分享中提出了“時(shí)域摩爾定律”的概念。

他回顧道，從20世紀(jì)80年代飛秒技術(shù)的成熟，到2001年阿秒脈沖的誕生，再到近年仄秒（10的負(fù)21次方秒）研究的突破，超快光學(xué)不斷拓展人類對(duì)電子與原子核運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)極限?！拔磥?lái)，仄秒核子物理、重核碰撞電離等前沿技術(shù)將隨脈沖寬度壓縮而實(shí)現(xiàn)突破?！蹦吆瓿陶f(shuō)。

這一技術(shù)演進(jìn)離不開(kāi)基礎(chǔ)理論的支撐。1985年，杰哈·穆魯與唐娜·斯特里克蘭發(fā)明的“啁啾脈沖放大技術(shù)”，將激光脈沖壓縮至飛秒量級(jí)，也因此榮獲2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。如今，超快激光已成為光子產(chǎn)業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力，重塑精密制造、生物醫(yī)療與量子科技的競(jìng)爭(zhēng)格局。

除了極短脈沖，太赫茲波段的開(kāi)發(fā)也備受關(guān)注。

上海理工大學(xué)朱亦鳴教授指出，太赫茲技術(shù)能捕捉大分子團(tuán)的集體振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，在癌癥早期診斷中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?！安煌谠貦z測(cè)的光譜技術(shù)，太赫茲穿透力強(qiáng)、成像精度高，在雷達(dá)探測(cè)與穿云透霧裝備中同樣具有戰(zhàn)略價(jià)值?！?/p>

張江國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員李朝陽(yáng)則聚焦于“超強(qiáng)激光”的科研與戰(zhàn)略意義。他強(qiáng)調(diào)，激光的相干性、單色性與方向性使其具備極高能量，而將“高強(qiáng)度”推向極致的超強(qiáng)激光，不僅在基礎(chǔ)物理研究中不可或缺，在國(guó)家安全與高端制造中也具備不可替代的地位。

本期“好望角科學(xué)沙龍”首次走出上海落地廈門(mén)，旨在搭建學(xué)術(shù)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的對(duì)話平臺(tái)。中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作局原局長(zhǎng)曹京華呼吁，要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研融合與國(guó)際合作，推動(dòng)中國(guó)光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化突破。

也有專家指出，超快光學(xué)在精密加工、生物成像、量子通信等賽道的商業(yè)化潛力已逐漸顯現(xiàn)，有望在3-5年內(nèi)形成規(guī)?；袌?chǎng)。

“超快激光在學(xué)術(shù)上已取得巨大成功，在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用也方興未艾?！辟Z寶華在總結(jié)中表示，“這是一場(chǎng)與時(shí)間的賽跑——不只在實(shí)驗(yàn)室里，也在產(chǎn)業(yè)化的道路上?！?/p>