微观世界,正被中国“激光之眼”逐帧解析。近期,三个激光领域 "国之重器",不约而同按下 "加速键"。
在深圳,国内首个由地方主导投资建设的先进光源大科学装置——中能高重复频率 X 射线自由电子激光项目,西区主体工程正式启动建设;
在东莞,亚洲首个阿秒激光大科学装置建设全力冲刺,核心部件飞秒激光器实现 100% 国产化;
在上海,硬 X 射线自由电子激光装置(SHINE)实现首次出光,向2027年底建成投用发起冲刺……
深圳光源扎根光明:
大科学装置正式“开跑”
近日,深圳中能高重复频率X射线自由电子激光项目西区主体工程在光明科学城正式启动建设,标志着这一“国之重器”进入全面加速阶段,大湾区综合性国家科学中心先行启动区建设迈出关键一步。
该项目由深圳先进光源研究院与深业集团旗下光明科学城发展建设有限公司联合建设,占地约40.52万平方米,总建筑面积约23.2万平方米,是国内首个由地方主导投资建设的先进光源大科学装置。
作为观察物质世界的“高速摄像机”,该装置基于超导直线加速器,可在飞秒(千万亿分之一秒)尺度无损监测原子、分子的微观结构,为信息、生命、材料、能源领域提供变革性研究利器。
这项工程建设堪称“地狱级难度”:线路总长约1.8公里,横跨三座山体、一座水库,土方总量超440万立方米。早在2020年,项目即启动总体规划与关键技术预研,先后攻克加速器、超导高频等核心难题,为全面开工夯实了底座。
东莞阿秒设施冲刺:
国产飞秒激光器“卡点”交付
10月7日,据中央广播电视总台报道,位于东莞松山湖科学城的先进阿秒激光设施(东莞部分)建设现场热火朝天,机电安装、超洁净施工等多道工序交叉推进,建设者正抢抓窗口期向竣工节点全力冲刺。
这是亚洲首个、世界第二个阿秒激光大科学装置。1阿秒仅为一百亿亿分之一秒,原子内电子的跃迁正发生在这个尺度上。有了这套“超高速摄像机”,科学家就能直接抓拍电子运动全过程,把“靠推测”变成“看动画”。
该项目团队创新采用三重防护隔振体系,将实验区振动幅度控制在3微米以内——“相当于在10级风浪里稳稳托住一根绣花针”。
更值得点赞的是,其“心脏”部件飞秒激光器实现100%国产化,打破了长期依赖进口的局面。2023年组建的60余人攻坚团队历时近三年攻关,2025年底五类激光器全部通过技术测试、达到国际先进水平。
按计划,2027年3月激光器正式入场,2028年下半年完成全部设备安装。
SHINE首次出光:
上海“最亮光”里程碑达成
10月21日,有记者从上海科技大学获悉,国家重大科技基础设施——硬X射线自由电子激光装置(SHINE)近日取得重大突破:装置采用4吉电子伏特(GeV)连续波超导直线加速器产生的电子束,成功驱动18台波荡器线实现自由电子激光首次出光。
首次出光,相当于装置“点亮了第一束光”,是验证核心链路的关键节点,意味着SHINE向2027年底建成投用迈出决定性一步。
据悉,该项目于2018年4月启动建设,由上海科技大学作为法人单位统筹,中科院上海高等研究院、上海光机所等协同攻关。建成后,加速器电子能量将达8GeV,光脉冲可短至飞秒量级,兼具纳米级空间分辨与飞秒级时间分辨能力。
尤为亮眼的是,SHINE还将建成国际首个基于100拍瓦(PW)超强超短激光的实验站,实现超强激光与自由电子激光“强强联手”,为极端强场物理、高能量密度物理等研究打开前所未有的窗口。
三束光的合力:
一个创新的未来
从粤港澳大湾区到长三角,三束“最亮的光”正加速聚合成势:一个捕捉分子动态,一个追踪电子跃迁,一个解析原子结构,共同构筑起覆盖微观世界的时间分辨“观测矩阵”。
对产业而言,这些"国之重器"是源头创新的基础设施。量子材料、生物医药、新一代信息技术等领域的新原理、新机制,都有望在此找到答案,催生一批变革性成果。
更值得关注的是技术外溢:飞秒激光器国产化、超导低温、隔振建造等攻关成果正向工业领域扩散,让"仰望星空"的基础研究与"脚踏实地"的产业落地同频共振。
事实上,激光照亮的不只是微观世界,更是高水平科技自立自强的前行之路。
来源:激光制造网 编辑:十一郎
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