超快激光必成为未来激光的发展方向

为开拓发展OPCPA新原理，上海光机所强光光学开放实验室利用自行发展的小型化高功率钕玻璃强激光系统结合国内已有的非线性晶体的传统优势与基础，已部署进行10太瓦级OPCPA新原理的实验验证，并探索建成基于OPCPA原理的小型化10太瓦(即”13号”)级和更高数量级超强超快激光装置的全新科学技术途径。目前在OPCPA新原理验证的实验与理论研究方面及系列关键技术的攻关上，取得了重要进展。这些工作不仅为基于OPCPA的小型化10太瓦级超强超快激光装置的顺利建成，而且也为开拓一条能突破原有台式CPA技术无法跨越1021瓦/厘米2光场条件屏障的新途经，从而在短时间内直接促使我国超强超快激光走向世界的最前列奠定了扎实基础。

最近，上海光机所强光光学开放实验室成功建立了当前我国最为先进并达到国际一流水平的15太瓦、35飞秒级小型化超强超快激光装置。该激光系统具有优良的光束质量，具备了提供1018～1019瓦/厘米2的超高激光功率密度的强场超快极端条件的能力，是进行相对论性强场与物质相互作用研究不可缺少的实验工具。

中科院西安光机所首次实现了掺铬氟化锶锂激光器的双波长运转，得到45飞秒的激光短脉冲;在同步泵浦多波长飞秒激光器研究中获双波长运转参数的优良指标，其三波长飞秒激光运转属首创成果等。在超快X射线探测原理与技术方面，也获得了多项具有国际先进水平的成果。如研制成功微通道板(MCP)选通50皮秒分辨能力的X射线分幅相机，以及0.88皮秒分辨能力的X射线条纹相机。

天津大学开展飞秒激光的研究工作近20年，积累了丰富的理论和实验经验。在飞秒固体激光研究中，首次观察到自锁模自调Q、飞秒脉冲分裂、脉冲碰撞、脉冲序列周期性调制，以及飞秒太瓦激光脉冲在液体传输中的平台超连续光谱等多种新现象。

中科院物理所进行了外静电场和磁场存在条件下高次谐波发射的半经典理论研究，超强超快激光与原子、分子相互作用的全量子非微扰理论研究，以及超强超快激光与固体相互作用中的高能粒子发射研究并取得重要进展。

复旦大学物理系在强激光场非线性康普顿效应与电子加速的研究中，获得重要进展，尤其是发现了当激光强度超过某一阈值，电子与光束的相互作用将表现出全新的特性，电子有可能被激光束俘获并被猛烈加速到吉电子伏以上。这一成果得到国内外同行的重视与好评。

在微结构材料科学的交叉前沿领域，中科院上海光机所在近年承担的自然科学基金重点项目”高分辨三维成像技术的研究及其应用”中，已经成功地研制了纵向分辨至纳米的扫描共焦显微镜，并已在光存储材料的荧光寿命成像研究方面做出了较好的工作。北京大学物理系也在超快光谱技术及其应用研究中取得国际水平的研究成果，同时结合人工微结构和介观物理国家重点实验室的优势，已经在微结构制备及其性能研究上获得了有意义的结果。

在超快化学动力学研究方面，中科院化学所和大连化物所在利用飞秒激光技术进行超快化学过程的观察与控制方面取得不少成果。在其他飞秒超快过程研究方面，中山大学等单位在稀土离子超快速光谱、半导体超快速光学性质、高速光电子技术等研究中也获得了引起国际同行瞩目的重要成果。

相对而言，超强超快激光科学是一门非常年轻的新学科，正处在出现重大突破的前夜。展望21世纪，中国科学家可望在这一现代物理学乃至现代科学活跃的前沿领域中，做出重要建树。这既是挑战，更是难得的机遇。