什么是阿秒激光? 基本情况: 建设主体:由中国科学院承担建设,其中 6 条束线由中国科学院物理研究所负责,另外 4 条束线将在陕西西安建设,由中国科学院西安光学精密机械研究所负责。 建设周期:计划用 5 年时间建成。 布局与规模:共布局 10 条束线和 22 个应用终端。 工作原理及特点: 工作原理:基于高性能飞秒激光,产生阿秒激光脉冲,阿秒是指百亿亿分之一秒的时间单位,这种超短脉冲的激光能够对电子运动进行跟踪、测量与操控,犹如一台 “超高速摄像机”,可以捕捉电子的 “动态影像”,并记录与电子运动相关的量子特性、磁性变化、化学反应和材料相变等现象。 技术特点: 高时间分辨能力:能够达到阿秒级别,是目前时间分辨率最快的 “照相机”,可在极短时间尺度上研究微观过程。 全波长覆盖:建成后将实现从纳米 — 软 X 射线到毫米 — 太赫兹的全波长覆盖,可开展超高时间分辨、空间分辨、能量分辨的光 — 电 — 磁 — 热综合实验24。 高度时空相干性:具有高度时空相干性特征,可确保实验的精准与灵活性,为科研带来一系列新可能性。 科学意义: 探索微观世界:使科学家可以像看电影的慢动作回放一样,了解电子在原子内部的运动,探究它们之间的相互作用,操控它们的行为,为研究物理、化学、材料、信息、生物医学等学科中的重大科学问题提供全新的技术手段,有望在基础研究领域催生新突破,帮助科学家更好地理解物质世界的规律。 填补国际空白:国际上对电子运动的直接观测几乎仍是空白,该设施的建成将使我国在这一领域处于国际先进水平,为我国在物质科学的前沿基础研究领域实现重大突破提供关键技术保障,在全球阿秒激光研究领域占据重要地位。 应用前景 基础研究方面:有望支持科研团队在高温超导、半导体物理与器件、超高通量通讯与计算、高端激光制造、航天新材料等领域攻克一系列重大科学问题,为多学科的前沿研究提供打开发现之门的钥匙。 产业技术领域:对于推动半导体材料与器件、信息技术、光伏能源、新药研发、癌症早期诊断等高技术行业的升级发展具有重要意义,还可能在量子计算、超快光学等新兴领域发挥关键作用,促进相关产业的创新和发展。 战略价值: 提升国家科技竞争力:作为国家重大科技基础设施,先进阿秒激光设施的建设将进一步完善我国在基础前沿、高科技产业等多个领域的创新体系,大幅提升我国在超快光学领域的原始创新能力,增强我国在全球科技竞争中的核心竞争力。 推动多学科交叉发展:该设施的建设和应用将促进物理、化学、材料、信息、生物医学等多学科的交叉融合,催生新的学科增长点和研究方向,为我国培养和汇聚一批跨学科的高端科技人才。 助力粤港澳大湾区建设:先进阿秒激光设施将成为粤港澳大湾区的新名片之一,有利于凝聚全球高端科技力量,提升粤港澳大湾区的国际影响力并推动经济发展,促进区域内的科技创新和产业升级。