中国科学家星空体育登录首次“拍”到新型激光诞生全过程

2024-09-20

  本报讯(记者 黄海华)正如计算机从一间房到手掌大小,改变了我们的生活,小型化光源长久以来是激光科学家的不懈追求。近日,中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新院士和田野研究员团队,在小型化自由电子相干光源领域取得突破性进展。研究人员采用超快光学技术,在国际上第一次直接“拍摄”到自由电子受激辐射放大的动态全过程,对于发展小型化/集成化的高功率自由电子相干光源具有重要意义。相关研究今天将发表于国际学术期刊《自然》。

  光源是人类探索未知世界最重要的工具之一,40余项诺贝尔奖与光源技术和应用直接相关。

  近年来,作为半导体集成电路基础的微纳制造工艺不断进步,使集成化的自由电子光源成为可能。在自由空间传输的光,一般需要以光学晶体为介质,这就像借助充电宝,光的能量得以被放大。然而,晶体如同一个密室,科学家很难直接观测到光是如何放大的。波导表面光场则完全不同,整个增益放大过程全程展现在表面,可以直接被观测到。

  相比我们目光所及的自由空间可见光场,波导表面光场有着亚波长和近场电压增强的优异特性。亚波长的尺寸小于电磁波,这就好比把电场加载到一根针上,其尖端会发生放电,也就是近场电压增强。正是有着这些优异特性,波导表面光场近年来逐步应用于新一代无线通信、纳米尺度的成像与探测等领域,有望带来变革性的技术影响。目前国际上产生表面光场主要有电子直接激发与波导耦合两种方式,但都受限于低耦合效率导致的弱光场能量,进而限制了其在上述领域的应用。因此,发展高功率光源是该领域亟待解决的问题。

  当绝大多数人试图在自由空间解决高功率光源这一问题时,上海光机所研究团队另辟蹊径提出了“电子能否将表面光放大”的创新思路。

  对于这一前人未曾有过的设想,他们紧紧抓住乍现的灵感,开始了最艰难的原理设计。“当电子像仪仗队一样整齐划一,就能产生更大的功率。”田野告诉解放日报·上观新闻记者,如果把表面光上的电子看成是水面上划龙舟的水手,谁划的波浪大,产生的功率或辐射的能量就越高,谁就赢得比赛。无疑,最有效的策略是,所有水手动作一致往一个方向使劲,这种同频共振(相干性)就能划出更大的波浪。反之,如果划动方向不一致,水波涟漪混乱,龙舟的速度就会慢下来。

  历经5年的探索,该团队不仅拍摄到了“水手划龙舟”的动态全过程,还开辟了一条新“赛道”,将光能量放大了4个数量级。以往为了产生波浪,要么直接把水手扔到水面激发浪花,要么注入新的水源(激光)引发浪花,但这两种方案的缺点是效率很低,产生的浪花也很小。星空体育登录

  未来,研究团队将基于这一全新技术进一步发展小型化/集成化的相干光源,并拓展其在光谱探测、传感、信息处理领域的交叉应用。

  卡塔尔威尔康奈尔医学院科学家通过分析391名志愿者的血液、尿液和唾液样本中的数千种分子,绘制出人体及其复杂生理过程的分子图。

  (记者付丽丽)世界气象组织(WMO)近日发布的最新通报显示,今年9月至11月出现拉尼娜现象的概率为55%,而今年10月至明年2月出现拉尼娜现象的可能性会增加至60%,厄尔尼诺现象在此期间再次发展的概率微乎其微。

  在中国加入国际原子能机构40周年之际,我国决定面向世界各国开放12个核科研设施和实验平台。

  我国目前海拔最高的人工影响天气观测平台——中昆仑山顶人工影响天气云水资源综合观测系统平台日前已完成验收,正式投入使用。

  日前,清华大学戴琼海团队在《细胞》上发表最新工作成果,宣布新一代介观活体显微仪器RUSH3D系统的问世。

  将为我国下一代星地海量数据传输体系规划和我国新一代卫星地面站网建设奠定坚实的基础。

  9月上中旬,本报派出多路记者参与“铸牢共同体 中华一家亲”主题宣传“雪域高原焕新貌”调研采访活动,记录下青藏高原生态保护的西藏实践。

  “水库总库容22.49亿立方米,相当于360个西湖。”站在160多米高的大坝上,星空体育登录中核集团新华发电新疆叶河公司副总经理、总工程师孟涛一脸自豪。

  记者从中国气象局获悉:中国气象局能源气象重点开放实验室已于近日正式启动。实验室依托中国气象局公共气象服务中心、中国华能集团有限公司、中国科学院大气物理研究所三家单位组建,并设有学术委员会。

  眼下,在红河哈尼梯田元阳核心区的阿者科村,梯田即将迎来收割,不时能听到村民们在家里磨镰刀的声音。梯田红米、稻田鱼、鸭蛋等当地绿色特优产品知名度、美誉度不断提高,产业的发展让世界遗产品牌惠及当地群众。

  一项新研究称,海洋鱼类的灭绝风险远高于国际自然保护联盟(IUCN)的初步估计,从2.5%增加到12.7%。法国蒙彼利埃海洋生物多样性、开发和保护部门研究人员称,IUCN撰写的《濒危物种红色名录》覆盖了超15万个物种,指导全球各地保护最受威胁的物种。

  记者17日从中国科学院云南天文台了解到,该台恒星物理研究团组和天文技术实验室近期基于机器学习,合作开发了快速计算恒星—行星系统潮汐演化的方法。

  在知识产权保护的基础上,发展中部地区地理标志特色产业,对于促进当地乡村全面振兴,赋能经济高质量发展,意义重大。

  据《全国科技小院发展报告(2024)》显示,自2009年第一个科技小院成立以来,科技小院数量快速增长、参与主体愈加丰富,目前全国已建成1800多个科技小院,157个研究生培养单位参与其中,参与专家达2700余名、入驻研究生1万余名。科技小院发展模式日益成熟,成为推动乡村全面振兴的重要组织力量。

  药品监管部门坚持以“四个最严”要求为根本遵循,着力统筹发展和安全,统筹效率和公平,统筹监管和服务,有效保障药品安全形势总体稳定,促进医药产业高质量发展。今年1至8月,国家药品抽检共计20696批次,合格率为99.43%。

  国内首台工业级盾构滚刀智能换刀机器人、全球首款人工智能骨科手术机器人、元宇宙数实融合应用……

  医生在浙江,患者在新疆。一场跨越近5000公里的5G超远程机器人肝脏肿瘤切除手术正在进行。只见医生在机器人手术操作台上,灵活地操控机械臂;手术室中,机械臂收到指令,精准地完成各项手术动作……目前,浙江各医院已完成50余例援疆5G超远程机器人手术。

  每一项重大科技应用取得突破前后,均有对其理论上的持续争论。著名小说《仿生人会梦见电子羊吗?》引发的人与仿生人之间界限的讨论虽产生于20世纪,但一直延续至今,其蕴含的法律问题是人工智能究竟是否具备法律人格。

  移动物联网是以移动通信技术和网络为载体,通过多网协同实现人、机、物泛在智联的新型信息基础设施。

  据了解,“晓医”依托讯飞星火医疗大模型,基于大量资深中医诊疗经验和专业知识图谱数据,构建了规模大、覆盖病种全的知识库,包括中医病症知识“400+”种、穴位知识“400+”种、常用中草药“300+”种、古代医案“6200+”份等。