中新網(wǎng)上海11月3日電 (記者 鄭瑩瑩)當(dāng)今人類科技的發(fā)展，離不開激光技術(shù)的不斷進(jìn)步。北京時(shí)間11月3日，《自然》雜志(Nature)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所(簡(jiǎn)稱：上海光機(jī)所)強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在小型化自由電子相干光源研究領(lǐng)域的一項(xiàng)突破性進(jìn)展，對(duì)發(fā)展小型化或集成化的相干光源具有重要意義。

“就像我們劃龍舟一樣，如果龍舟上的這些‘電子’運(yùn)動(dòng)員劃的方向不同，相互之間步調(diào)不一致，那么整個(gè)龍舟就沒有非常好的前行動(dòng)力。我們找到了讓電子‘運(yùn)動(dòng)員’同步共振的方式。”上海光機(jī)所研究員田野說。

自由電子光源具有波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)、時(shí)空特性優(yōu)異、亮度高等突出優(yōu)點(diǎn)。目前，隨著半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自由電子輻射光源小型化等研究成為該領(lǐng)域的國(guó)際熱點(diǎn)。

結(jié)合已有的研究基礎(chǔ)，上海光機(jī)所團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)研究了飛秒激光驅(qū)動(dòng)的超短電子脈沖泵浦“表面等離極化激元”的動(dòng)力學(xué)過程(也就是“電子劃龍舟”的動(dòng)態(tài)過程)。研究成果對(duì)于發(fā)展集成的高功率自由電子相干光源具有重要意義，在光譜探測(cè)、傳感、信息處理等應(yīng)用領(lǐng)域也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

常見的激光裝置，如紅寶石激光器等，一般需要依賴光學(xué)晶體等增益介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)激光的輸出。而基于自由電子輻射的光源則可以脫離晶體或其它增益介質(zhì)的束縛，不僅能夠產(chǎn)生自由空間光輻射，也可在波導(dǎo)表面形成一類束縛于波導(dǎo)表面光場(chǎng)模式的光源。

未來，該研究團(tuán)隊(duì)將推進(jìn)集成自由電子相干光源的發(fā)展，優(yōu)化輻射光子亮度，擴(kuò)展波段覆蓋范圍。“我們目前在設(shè)計(jì)一個(gè)小型的片上波導(dǎo)，形成高功率光源，然后計(jì)劃嘗試著去做一些應(yīng)用。”田野說。(完)