Технологии и тенденции развития аттосекундных лазеров в Китае
Институт физики Китайской академии наук сообщил о результатах измерений 160 изолированных аттосекундных импульсов в 2013 году. Изолированные аттосекундные импульсы (IAP) этой исследовательской группы были получены на основе гармоник высокого порядка, возбуждаемых суб-5 фемтосекундными лазерными импульсами, стабилизированными CEP, с частотой повторения 1 кГц. Временные характеристики аттосекундных импульсов были охарактеризованы с помощью аттосекундной спектроскопии растяжения. Результаты показывают, что этот канал может обеспечивать изолированные аттосекундные импульсы с длительностью импульса 160 аттосекунд и центральной длиной волны 82 эВ. Группа совершила прорыв в генерации аттосекундных источников и технологии аттосекундной спектроскопии растяжения. Источники света в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне с аттосекундным разрешением также откроют новые области применения в физике конденсированного состояния. В 2018 году Институт физики Китайской академии наук также сообщил о плане создания междисциплинарного сверхбыстрого измерительного устройства с временным разрешением, объединяющего аттосекундные источники света с различными измерительными терминалами. Это позволит исследователям проводить гибкие измерения сверхбыстрых процессов в веществе с временным разрешением от аттосекунд до фемтосекунд, обеспечивая при этом импульсное и пространственное разрешение. Кроме того, это позволит исследователям исследовать и контролировать микроскопическую сверхбыструю электронную динамику в атомах, молекулах, на поверхностях и в объёмных твёрдых материалах. В конечном итоге это проложит путь к пониманию и применению соответствующих макроскопических явлений, охватывающих различные исследовательские дисциплины, такие как физика, химия и биология.
В 2020 году Хуачжунский университет науки и технологий предложил использовать полностью оптический подход для точного измерения и реконструкции аттосекундных импульсов с помощью технологии частотно-разрешённого оптического стробирования. В 2020 году Китайская академия наук также сообщила об успешной генерации изолированных аттосекундных импульсов путём формирования фотоэлектрического поля фемтосекундного импульса с помощью технологии двухсветового селективного пропускания. В 2023 году группа из Национального университета оборонных технологий предложила быстрый процесс PROOF, названный qPROOF, для характеризации сверхширокополосных изолированных аттосекундных импульсов.
В 2025 году исследователи из Китайской академии наук в Шанхае разработали технологию лазерной синхронизации, основанную на независимо созданной системе временной синхронизации, которая обеспечивает высокоточное измерение временного джиттера и обратную связь в реальном времени для пикосекундных лазеров. Это не только позволило контролировать временной джиттер системы в аттосекундном диапазоне, но и повысило её надёжность при длительной эксплуатации. Разработанная система анализа и управления способна корректировать временной джиттер в реальном времени. В том же году исследователи также использовали лазеры на вихрях пространства-времени с релятивистской интенсивностью (STOV) для генерации изолированных аттосекундных гамма-импульсов, несущих латеральный орбитальный угловой момент.
Область аттосекундных лазеров переживает период бурного развития, охватывая множество аспектов – от фундаментальных исследований до продвижения практического применения. Благодаря усилиям научно-исследовательских групп, созданию инфраструктуры, поддержке национальной политики, а также внутреннему и международному сотрудничеству и обменам, перспективы развития Китая в области аттосекундных лазеров откроются широкие перспективы. По мере того, как всё больше университетов и научно-исследовательских институтов присоединяются к исследованиям аттосекундных лазеров, будет формироваться группа научных талантов с международным опытом и инновационным потенциалом, что будет способствовать устойчивому развитию аттосекундной науки. Национальный аттосекундный центр также станет ведущей исследовательской площадкой для научного сообщества и внесет ещё больший вклад в развитие науки и техники.
Время публикации: 26 августа 2025 г.