中國科學(xué)十大進(jìn)展之一 | 這束超越馬良神筆的“光”，到底有何神奇之處？

·本期發(fā)布人：浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師 邱建榮

【資料圖】

·本期發(fā)布內(nèi)容：飛秒激光誘導(dǎo)復(fù)雜體系微納結(jié)構(gòu)新機(jī)制（2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展）

“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”，這些都是用來形容激光這種神奇的“光”。從這些形容中我們可以窺見激光的特性，作為原子受激輻射的光，激光相比普通光源單色性、方向性更好，亮度更高。

自上世紀(jì)60年代初人類發(fā)明第一臺激光器以來，激光已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們生活的方方面面，被認(rèn)為是20世紀(jì)人類最偉大的四大發(fā)明之一。這束光如此神奇，讓無數(shù)科學(xué)家為此著迷。你甚至可以看到，1960年后，幾乎所有與光學(xué)相關(guān)的諾貝爾獎，或多或少都與激光相關(guān)聯(lián)。

而到了上世紀(jì)80年代，科學(xué)家發(fā)明了一種奇特的激光——飛秒激光，這是一種人類在實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)的超短脈沖激光。于是，更多的科學(xué)研究正由此展開。

這其中就包括浙江大學(xué)的邱建榮教授，自上世紀(jì)90年代開始接觸，到現(xiàn)在他已經(jīng)與“飛秒激光”打交道近三十年。今年3月，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心發(fā)布了2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展，這其中就包括了邱建榮團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的“飛秒激光誘導(dǎo)復(fù)雜體系微納結(jié)構(gòu)形成的新機(jī)制”。

6月2日下午，浙江省科協(xié)主辦的“科技成果科普發(fā)布”活動走進(jìn)了浙江大學(xué)，走進(jìn)了被譽(yù)為“中國光學(xué)工程人才培養(yǎng)的搖籃”的浙江大學(xué)光電學(xué)院。在這兒，邱建榮教授給現(xiàn)場的學(xué)生師生和觀看直播的網(wǎng)友們，解讀了這項(xiàng)科技成果和它背后的科學(xué)故事。

追“光”逐夢

探索科學(xué)的神奇，享受科學(xué)的快樂

飛秒是度量時(shí)間長短的一種計(jì)量單位，也稱為毫微微秒，1飛秒為1秒的一千萬億分之一。飛秒激光，顧名思義就是在飛秒的時(shí)間段內(nèi)發(fā)出的脈沖激光，也就意味著能量在飛秒間瞬間釋放。

即使是實(shí)驗(yàn)室通用的飛秒激光，其瞬間峰值功率也可以達(dá)到全球發(fā)電站總功率的100倍。因此，飛秒激光是一種在實(shí)驗(yàn)室就可以輕易實(shí)現(xiàn)的極端物理?xiàng)l件。

不過，飛秒激光與物質(zhì)相互作用的機(jī)理錯綜復(fù)雜，仍然存在很多疑問，連科研人員都琢磨不透它的“脾氣”。用邱建榮的話來說，“即便到今天，通過飛秒激光產(chǎn)生的很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是會超乎我的想象”。

當(dāng)飛秒激光聚焦到材料內(nèi)部時(shí)，會產(chǎn)生各種高度非線性效應(yīng)，邱建榮團(tuán)隊(duì)的研究成果就揭示了飛秒激光誘導(dǎo)空間選擇性介觀尺度分相和離子交換的規(guī)律，開拓了飛秒激光三維極端制造新技術(shù)原理，為新一代micro-LED器件、高密度長壽命信息存儲及動態(tài)立體彩色全息顯示的實(shí)現(xiàn)，開辟了新的途徑。

邱建榮向大家介紹，這項(xiàng)研究的一個(gè)主要應(yīng)用方向就是三維、四維甚至更多維度的光儲存，“我們現(xiàn)有的存儲設(shè)備多為磁存儲，使用壽命短，容量有限，耗能也比較大。而光存儲不僅功耗小，容量大，預(yù)期存儲壽命甚至可達(dá)幾百萬年，將是一個(gè)大有可為的未來發(fā)展方向?！?/p>

在很多人看來，重復(fù)的實(shí)驗(yàn)室時(shí)光或許有些枯燥，活動現(xiàn)場互動環(huán)節(jié)就有研究生問到“做科研的過程有時(shí)翻過一座‘山’還是一座‘山’，似乎總也見不到‘?！@樣的時(shí)候應(yīng)該怎么辦？”邱建榮跟大家分享了他推崇的“一起盛開的快樂”，在他看來，光學(xué)領(lǐng)域就如一片充滿未知的好奇之所，可以承載無限的想象，也由此迸發(fā)出無窮的樂趣，所以他鼓勵學(xué)生們要用心享受科研帶來的快樂。

活動尾聲，邱建榮分享了自己在日本的一個(gè)感動時(shí)刻。一次他在京都進(jìn)了一家拉面館，候餐時(shí)抬頭看到了面館的墻上赫然寫著“德島豬骨頭醬油拉面，這是一碗傾注了我的靈魂的面，獻(xiàn)給您”。那一刻他突然有種潸然淚下的感動，“如果你問我多年的科研經(jīng)歷有什么感悟可以分享，我想跟大家分享的就是這種專注。人生苦短，科研生涯更是有限，我們要做自己發(fā)自內(nèi)心喜歡的事情，并把努力把它做到極致，感動自己，感動他人?！?/p>

ABOUT.科技成果科普發(fā)布

成果更聚焦、范圍更廣泛、傳播更快速、解讀更貼地氣?！翱萍汲晒破瞻l(fā)布”每期都會請到深耕一線的科學(xué)家來講述背后的故事，每位科學(xué)家都用自己的故事傳遞著科學(xué)人生與自然社會的碰撞與交融。通過這樣“科技資源科普化”系列活動，讓科學(xué)流行，讓科學(xué)精彩；讓公眾參與科學(xué)，也讓科學(xué)擁抱公眾。

都市快報(bào)·橙柿互動記者 翁丹妮

圖片由浙江大學(xué)提供

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