“AI的蓬勃發(fā)展,讓人類對于數(shù)據(jù)處理能力的需求急劇增長。當下由于微納加工技術的限制,二維芯片難以大幅增容?;陲w秒脈沖激光的納米打印技術制造的三維芯片,將極大提高芯片的信息處理能力?!?0月24日,在廈門舉行的“好望角科學沙龍”超快光學專場活動上,多位專家分享其研究成果,認為超快光學在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將有更多應用空間、發(fā)揮更大作用。
澳大利亞皇家墨爾本理工大學教授、澳大利亞技術科學與工程院院士賈寶華關注的領域是“激光納米打印”。她表示,激光納米打印技術就像一支“神奇的筆”,可以從納米的尺度在金屬、硅等其他材料上加工任何所需的復雜三維結構,包括生產(chǎn)微納光學器件,比如光纖內(nèi)的傳感器和光學芯片,還可以打印出微流控器件,實現(xiàn)微量、精準控制。
“超快激光在學術取得巨大成功,在現(xiàn)實生活中的廣泛應用方興未艾。”除了認為可利用激光制造AI需要的三維芯片外,她還表示:“隨著精密制造產(chǎn)業(yè)、光電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,智能納米打印也會迎來快速增長?!?/p>

超快光學是一項“與時間賽跑”的技術,研究光在皮秒、飛秒乃至阿秒的時間尺度內(nèi)行為、操控及應用?,F(xiàn)場專家介紹說,作為光學領域的重要分支,超快光學在精密測量、強場物理、生物成像、信息處理等領域具有不可替代的作用。
超短脈沖激是超快光學的技術基礎。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,將激光脈沖寬度壓縮到了飛秒量級,大幅度提高了激光的峰值功率。兩人也因此獲得2018年的諾貝爾物理學獎。隨著技術的不斷突破,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)動力,正在重塑精密制造、生物醫(yī)療、量子信息等戰(zhàn)略領域的發(fā)展格局。
“阿秒是人類能掌握的最短的時間尺度。而光脈沖的時間尺度縮短,也提高了人類探索自然的能力,使科學家得以研究原子核和電子的運動?!比A東師范大學精密光譜科學與技術國家重點實驗室研究員、博士生導師倪宏程在題為《阿秒光脈沖:探秘微觀世界的時間之窗》的分享中,提出了一個“時域摩爾定律”。他認為,從20世紀80年代科學家探索飛秒技術,到21世紀初發(fā)現(xiàn)阿秒,再到2020年前后進軍仄秒(10的負21次方秒),人類探索時間尺度的速度正以每20年3個量級的速度提高。未來,仄秒核子物理、仄秒重核碰撞電離等技術也將在技術的快速發(fā)展中實現(xiàn)突破。
除了脈沖,太赫茲相關技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況也引起大家關注。
“太赫茲與光譜不同,光譜主要檢測元素的種類,而太赫茲則能夠檢測大分子團有機分子的集體振動和轉(zhuǎn)動,因此在癌癥等疾病的檢測方面具有獨特的優(yōu)勢。此外,在探測領域,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,在雷達探測等高端裝備領域也發(fā)揮著重要作用?!鄙虾@砉ご髮W光電信息與計算機工程學院教授、博士生導師,上海市現(xiàn)代光學系統(tǒng)重點實驗室常務副主任朱亦鳴表示。
張江國家實驗室研究員李朝陽提到,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度的特點,而把激光的“高強度”特點做到極致的超強激光,具有重要的科研和戰(zhàn)略價值。
據(jù)中國光學學會、中國激光雜志社等機構今年4月聯(lián)合發(fā)布的《2025中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》顯示,2024年國內(nèi)超快激光器市場規(guī)模達到45.5億元,同比增長13.2%。其中,目前中國銷售的超快激光器中85%是皮秒激光器,而飛秒激光器仍有較大增長空間。在沙龍活動的自由討論環(huán)節(jié),發(fā)言嘉賓與到場的學者、創(chuàng)業(yè)者、投資人等共同討論了超快光學技術的產(chǎn)學研融合現(xiàn)狀,參會人士紛紛表示看好相關領域的技術和商業(yè)化前景。
“好望角科學沙龍”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)公共服務平臺管理中心共同主辦的科創(chuàng)融合與跨界交流平臺?!昂猛强茖W沙龍”匯聚來自科技界、產(chǎn)業(yè)界、投資界等專業(yè)人士,以跨界交流為特色,持續(xù)聚焦人工智能、光子科學、量子計算、核能、生命科學、合成生物學等前沿領域,探討關于技術趨勢、國際合作、人才需求、生態(tài)構建和產(chǎn)學研協(xié)同等話題,促進硬科技成果的轉(zhuǎn)化與應用,并為科技創(chuàng)新發(fā)展貢獻力量。
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