“與時(shí)間賽跑”：專(zhuān)家稱(chēng)超快光學(xué)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用正方興未艾

“AI的蓬勃發(fā)展，讓人類(lèi)對(duì)于數(shù)據(jù)處理能力的需求急劇增長(zhǎng)。當(dāng)下由于微納加工技術(shù)的限制，二維芯片難以大幅增容。基于飛秒脈沖激光的納米打印技術(shù)制造的三維芯片，將極大提高芯片的信息處理能力。” 10月24日，在廈門(mén)舉行的“好望角科學(xué)沙龍”超快光學(xué)專(zhuān)場(chǎng)活動(dòng)上，多位專(zhuān)家分享其研究成果，認(rèn)為超快光學(xué)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將有更多應(yīng)用空間、發(fā)揮更大作用。

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)教授、澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士賈寶華在沙龍上分享

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)教授、澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士賈寶華關(guān)注的領(lǐng)域是“激光納米打印”并進(jìn)行了分享。她表示，激光納米打印技術(shù)就像一支“神奇的筆”，可以從納米的尺度在金屬、硅等其它材料上加工任何所需的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)，包括生產(chǎn)微納光學(xué)器件，比如光纖內(nèi)的傳感器和光學(xué)芯片，還可以打印出微流控器件，實(shí)現(xiàn)微量、精準(zhǔn)控制。

“超快激光在學(xué)術(shù)取得巨大成功，在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用正方興未艾。”她除了認(rèn)為可利用激光制造AI需要的三維芯片外，還表示：“隨著精密制造產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，智能納米打印也會(huì)迎來(lái)快速增長(zhǎng)。”

本期“好望角科學(xué)沙龍”主題為“超快之光：從激光脈沖到光子產(chǎn)業(yè)新紀(jì)元”，依托UltraFastX 2025國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議開(kāi)展。聚焦于超快光學(xué)技術(shù)，旨在推動(dòng)前沿學(xué)術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)資本的融合和跨界交流，共同探討中國(guó)光子產(chǎn)業(yè)如何實(shí)現(xiàn)從“技術(shù)追趕”到“產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)”的戰(zhàn)略升級(jí)。

這也是“好望角科學(xué)沙龍”繼在上海持續(xù)成功舉辦多期后，首次在廈門(mén)舉辦。超快光學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者、科技企業(yè)創(chuàng)始人、知名投資機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人等40多人共同參與本期沙龍。中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作局原局長(zhǎng)曹京華出席并為活動(dòng)致辭，中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、先進(jìn)阿秒激光設(shè)施副總指揮魏紅祥擔(dān)任活動(dòng)主持人。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作局原局長(zhǎng)曹京華為活動(dòng)致辭

中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、先進(jìn)阿秒激光設(shè)施副總指揮魏紅祥主持活動(dòng)

超快光學(xué)是一項(xiàng)“與時(shí)間賽跑”的技術(shù)，研究光在皮秒、飛秒乃至阿秒的時(shí)間尺度內(nèi)行為、操控及應(yīng)用。專(zhuān)家介紹說(shuō)，作為光學(xué)領(lǐng)域的重要分支，超快光學(xué)在精密測(cè)量、強(qiáng)場(chǎng)物理、生物成像、信息處理等領(lǐng)域具有不可替代的作用。

超短脈沖激是超快光學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)。1985年杰哈·穆魯（G. Mourou）和唐娜·斯特里克蘭（D. Strickland）發(fā)明了啁啾脈沖放大技術(shù)，將激光脈沖寬度壓縮到了飛秒量級(jí)，大幅度提高了激光的峰值功率。兩人也因此獲得2018年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨著技術(shù)的不斷突破，脈沖寬度更小、功率更高的超快激光逐漸成為光子產(chǎn)業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力，正在重塑精密制造、生物醫(yī)療、量子信息等戰(zhàn)略領(lǐng)域的發(fā)展格局。

華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員、博士生導(dǎo)師倪宏程在沙龍上分享

“阿秒是人類(lèi)能掌握的最短的時(shí)間尺度。而光脈沖的時(shí)間尺度縮短，也提高了人類(lèi)探索自然的能力，使科學(xué)家得以研究原子核和電子的運(yùn)動(dòng)。”華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員、博士生導(dǎo)師倪宏程在題為《阿秒光脈沖：探秘微觀世界的時(shí)間之窗》的分享中，提出了一個(gè)“時(shí)域摩爾定律”。他認(rèn)為從二十世紀(jì)八十年代科學(xué)家探索飛秒技術(shù)，到二十一世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)阿秒，再到2020年前后進(jìn)軍仄秒（10的負(fù)21次方秒），人類(lèi)探索時(shí)間尺度的速度正以每20年3個(gè)量級(jí)的速度提高。未來(lái)，仄秒核子物理、仄秒重核碰撞電離等技術(shù)也將在技術(shù)的快速發(fā)展中實(shí)現(xiàn)突破。

上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師朱亦鳴在沙龍上分享

除了脈沖，太赫茲相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況也引起大家關(guān)注。 “太赫茲與光譜不同，光譜主要檢測(cè)元素的種類(lèi)，而太赫茲則能夠檢測(cè)大分子團(tuán)有機(jī)分子的集體振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在癌癥等疾病的檢測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。此外，在探測(cè)領(lǐng)域，太赫茲憑借其高成像精度、良好的穿透性以及能夠穿云透霧的特性，在雷達(dá)探測(cè)等高端裝備領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。” 上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，上海市現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任朱亦鳴表示。

張江國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員李朝陽(yáng)在沙龍上分享

張江國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員李朝陽(yáng)在分享中提到，激光具有相干性、單色性和方向性，這三大特性賦予了激光高強(qiáng)度的特點(diǎn)，而把激光的“高強(qiáng)度”特點(diǎn)做到極致的超強(qiáng)激光，有重要的科研和戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。

長(zhǎng)春理工大學(xué)教授、求是光譜創(chuàng)始人姚治海（上），麻省理工學(xué)院博士后、曜智光科創(chuàng)始人楊高潔（下）在沙龍上分享

此外，長(zhǎng)春理工大學(xué)教授、求是光譜創(chuàng)始人姚治海，麻省理工學(xué)院博士后、曜智光科創(chuàng)始人楊高潔也分別介紹了各自在光學(xué)技術(shù)方面的新成果及其創(chuàng)辦企業(yè)的發(fā)展情況。

參會(huì)人士共同討論超快光學(xué)技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研融合現(xiàn)狀

據(jù)中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)、中國(guó)激光雜志社等機(jī)構(gòu)今年4月聯(lián)合發(fā)布的《2025中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》顯示，2024年國(guó)內(nèi)超快激光器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到45.5億元，同比增長(zhǎng)13.2%。其中，目前中國(guó)銷(xiāo)售的超快激光器中85%是皮秒激光器，而飛秒激光器仍有較大增長(zhǎng)空間。在沙龍活動(dòng)的自由討論環(huán)節(jié)，發(fā)言嘉賓與到場(chǎng)的學(xué)者、創(chuàng)業(yè)者、投資人等共同討論了超快光學(xué)技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研融合現(xiàn)狀，參會(huì)人士紛紛表示看好相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)和商業(yè)化前景。

“好望角科學(xué)沙龍”是由中科創(chuàng)星發(fā)起并與東壁科技數(shù)據(jù)、上海市研發(fā)公共服務(wù)平臺(tái)管理中心共同主辦的科創(chuàng)融合與跨界交流平臺(tái)。“好望角科學(xué)沙龍”匯聚來(lái)自于科技界、產(chǎn)業(yè)界、投資界等專(zhuān)業(yè)人士，以跨界交流為特色，持續(xù)聚焦人工智能、光子科學(xué)、量子計(jì)算、核能、生命科學(xué)、合成生物學(xué)等前沿領(lǐng)域，探討關(guān)于技術(shù)趨勢(shì)、國(guó)際合作、人才需求、生態(tài)構(gòu)建和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同等話(huà)題，促進(jìn)硬科技科研成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，并為科技創(chuàng)新發(fā)展貢獻(xiàn)力量。