物理学诺奖得主将人类带进阿秒时代 阿秒脉冲在材料科学和医学诊断等领域都有应用潜力

　　飞秒激光作为驱动光，通过高次谐波过程产生极紫外或更短波长的阿秒相干辐射。

　　中国科学院物理研究所研究员魏志义等人2021年发表在中文学术期刊《物理》上的一篇论文表示，超快激光于20世纪80年代进入了飞秒激光时代。强场超快激光脉冲的一个重要用途是作为驱动光，通过高次谐波过程产生极紫外或更短波长的阿秒相干辐射。以气体高次谐波为例，当惰性气体与强场激光相互作用时，每个激光周期伴随产生两个阿秒脉冲。气体高次谐波的三步模型认为，激光场将首先使气体原子发生隧穿电离，释放出的光电子在电场的作用下运动，加速后的光电子最终与母体离子复合，使原子回到初始的量子态，多余的能量则以高能光子的形式释放，即高次谐波。

　　冷门领域!36年前解决原理问题，20年前突破技术难题

　　“如果认为它是世界上最快的东西，那用什么方法证明它是最快的?”方少波问。

　　他表示，除非有一个更快的“快门”，能定量地测出来阿秒脉冲的“快门”究竟有多快。

方少波介绍，1987年，安妮就做了高次谐波的实验，奠定了阿秒脉冲的基础。但高次谐波当时只能带来阿秒脉冲串。

　　“你可以把阿秒脉冲串简单想象成一串子弹，每个子弹都有自己的颜色，红橙黄绿蓝靛紫。但人们需要的可能只是一颗极紫外的子弹。”方少波表示，精准测量想用的是“一发子弹”——孤立阿秒脉冲，而非一串。这相当于要在一连串机关枪射出的子弹里面挑出来一个，难度很大。皮埃尔·阿戈斯蒂尼和费伦茨·克劳斯都在2001年时分别发表了重要论文，完成了阿秒脉冲的产生和测量，“而且用的是不同的测量技术。此后，大家有了共识，人类的光学技术进入到阿秒时代”。

　　等了至少20年，阿秒脉冲领域的研究者才收获第一个诺贝尔奖。

　　方少波表示，阿秒脉冲此前不是热门领域。首先，当时高次谐波的产生效率非常低，很多人甚至认为这是个笨方法，觉得浪费了大量的能量才得到了那么一点点光脉冲，是“大力出奇迹”而已，因此不被很多人看好;第二个原因是高次谐波的产生需要用到一个短脉冲的飞秒激光器。在那个年代，这样的激光器不是很多实验室都有。目前产生孤立阿秒脉冲的技术已经相对成熟了。但还有一个问题没有克服：如何提高它的光强度或产生效率?