小型化自由電子相干光源中科院上海光機所 供圖

中新網上海11月3日電 （記者 鄭瑩瑩）當今人類科技的發展，離不開鐳射技術的不斷進步。北京時間11月3日，《自然》雜誌（Nature）發表了中國科學院上海光學精密機械研究所（簡稱：上海光機所）強場鐳射物理國家重點實驗室研究團隊在小型化自由電子相干光源研究領域的一項突破性進展，對發展小型化或整合化的相干光源具有重要意義。

“就像我們划龍舟一樣，如果龍舟上的這些‘電子’運動員劃的方向不同，相互之間步調不一致，那麼整個龍舟就沒有非常好的前行動力。我們找到了讓電子‘運動員’同步共振的方式。”上海光機所研究員田野說。

研究團隊青年骨幹 中科院上海光機所 供圖

自由電子光源具有波長連續可調、時空特性優異、亮度高等突出優點。目前，隨著半導體積體電路的發展，實現自由電子輻射光源小型化等研究成為該領域的國際熱點。

結合已有的研究基礎，上海光機所團隊透過實驗研究了飛秒鐳射驅動的超短電子脈衝泵浦“表面等離極化激元”的動力學過程（也就是“電子划龍舟”的動態過程）。研究成果對於發展整合的高功率自由電子相干光源具有重要意義，在光譜探測、感測、資訊處理等應用領域也具有重要的應用價值。

常見的鐳射裝置，如紅寶石鐳射器等，一般需要依賴光學晶體等增益介質來實現鐳射的輸出。而基於自由電子輻射的光源則可以脫離晶體或其它增益介質的束縛，不僅能夠產生自由空間光輻射，也可在波導表面形成一類束縛于波導表面光場模式的光源。

未來，該研究團隊將推進整合自由電子相干光源的發展，最佳化輻射光子亮度，擴充套件波段覆蓋範圍。“我們目前在設計一個小型的片上波導，形成高功率光源，然後計劃嘗試著去做一些應用。”田野說。（完）