中国科学家首次“拍”到新型激光诞生全过程

  本报讯（记者 黄海华）正如计算机从一间房到手掌大小，改变了我们的生活，小型化光源长久以来是激光科学家的不懈追求。近日，中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新院士和田野研究员团队，在小型化自由电子相干光源领域取得突破性进展。研究人员采用超快光学技术，在国际上第一次直接“拍摄”到自由电子受激辐射放大的动态全过程，对于发展小型化/集成化的高功率自由电子相干光源具备极其重大意义。相关研究今天将发表于国际学术期刊《自然》。

  光源是人类探索未知世界最重要的工具之一，40余项诺贝尔奖与光源技术和应用直接相关。

  近年来，作为半导体集成电路基础的微纳制造工艺慢慢的提升，使集成化的自由电子光源成为可能。在自由空间传输的光，通常要以光学晶体为介质，这就像借助充电宝，光的能量得以被放大。然而，晶体如同一个密室，科学家很难直接观测到光是如何放大的。波导表面光场则完全不同，整个增益放大过程全程展现在表面，可以直接被观测到。

  相比我们目光所及的自由空间可见光场，波导表面光场有着亚波长和近场电压增强的优异特性。亚波长的尺寸小于电磁波，这就好比把电场加载到一根针上，其尖端会发生放电，也就是近场电压增强。正是有着这些优异特性，波导表面光场近年来逐步应用于新一代无线通信、纳米尺度的成像与探测等领域，有望带来变革性的技术影响。目前国际上产生表面光场主要有电子直接激发与波导耦合两种方式，但都受限于低耦合效率导致的弱光场能量，进而限制了其在上述领域的应用。因此，发展高功率光源是该领域亟待解决的问题。

  当绝大多数人试图在自由空间解决高功率光源这一问题时，上海光机所研究团队另辟蹊径提出了“电子能否将表面光放大”的创新思路。

  对于这一前人未曾有过的设想，他们紧紧抓住乍现的灵感，开始了最艰难的原理设计。“当电子像仪仗队一样整齐划一，就能产生更大的功率。”田野告诉解放日报·上观新闻记者，如果把表面光上的电子看成是水面上划龙舟的水手，谁划的波浪大，产生的功率或辐射的能量就越高，谁就赢得比赛。无疑，最有效的策略是，所有水手动作一致往一个方向使劲，这种同频共振（相干性）就能划出更大的波浪。反之，如果划动方向不一致，水波涟漪混乱，龙舟的速度就会慢下来。

  历经5年的探索，该团队不仅拍摄到了“水手划龙舟”的动态全过程，还开辟了一条新“赛道”，将光能量放大了4个数量级。以往为了产生波浪，要么直接把水手扔到水面激发浪花，要么注入新的水源（激光）引发浪花，但这两种方案的缺点是效率很低，产生的浪花也很小。

  未来，研究团队将基于这一全新技术逐步发展小型化/集成化的相干光源，并拓展其在光谱探测、传感、信息处理领域的交叉应用。

  习在中央政治局第十一次集体学习时强调 加快发展新质生产力 扎实推进高水平发展

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  近日，分布在青藏高原的濒危牛种樟木牛和阿沛甲咂牛通过体细胞克隆技术成功实现人工繁殖，这也是世界上首次成功克隆西藏濒危牛。

  这款游戏由创梦天地自主研发，凭借其独特的射击玩法和丰富的文化内涵，不仅在国内市场赢得了玩家的热烈追捧，同时也在国际舞台引发广泛关注。

  新一轮科技革命与产业变革，对科学研究产生了深刻影响，也对科普工作提出了新的要求。

  证明深部咸水层CO2地质封存可注入性良好，单井注入流量超24.3立方米/小时。

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