攻关近3年

打破国外垄断！

在东莞松山湖

亚洲首个阿秒激光设施的“心脏”部件

中国先进阿秒激光设施飞秒激光器

成功实现了100%国产化

01#

“国之重器”核心部件

打破国外技术垄断

近日，在广东东莞松山湖科学城的超净实验室内，身着无尘服的科研人员在光学平台间忙碌穿梭，正争分夺秒地对一批飞秒激光设备进行调试。

这些设备，正是国家重大科技基础设施——中国先进阿秒激光设施的“驱动系统”。

据了解，这些核心驱动系统目前已实现100%国产化，不仅打破了国外垄断，部分性能指标甚至与国际水平持平，或超越国际水平。

先进阿秒激光设施项目由中国科学院物理研究所与中国科学院西安光学精密机械研究所共同建设，实现两地协同布局，共同打造综合性超快电子动力学研究平台。其中，在东莞建设6条束线、13个研究终端。

先进阿秒激光设施总工程师赵昆介绍，阿秒激光能否稳定工作，取决于其驱动源——飞秒激光器。在东莞的6条束线中，每条都需要专属定制的飞秒激光器，其性能直接决定了阿秒激光的稳定性。

该项目筹建之前，中国飞秒激光器长期依赖国外进口。“进口设备不仅面临禁运的风险，而且维修费用高昂、周期漫长，对于大科学装置的稳定运行而言，是难以接受的。”赵昆坦言。

2023年，项目指挥部组建一支60余人的专项攻坚团队，开启为期近三年的技术攻关。这条路走得并不轻松。团队面临的并非单一技术难题，而是要对整个激光器系统工程进行精细打磨。

作为飞秒激光器“能量供给站”的皮秒激光器，其核心光学镜片在初期供货时极易损坏。为了解决这一问题，工程师们直接进驻工厂车间。从生产工艺到镀膜技术，他们与一线工人逐项攻克难题、反复进行调试。

2025年底，飞秒驱动激光器预研项目顺利通过结题验收。团队研制完成的五类激光器均已通过了中国计量科学研究院组织的技术测试，关键技术指标全部达到设计要求。在工艺测试验收中，与会专家一致认为此五类激光器综合性能已达到国际先进水平，完全能够满足阿秒激光设施建设需求。

这意味着，长期被国外垄断的高性能飞秒激光器已成功实现全国产化，有望为其他大科学装置建设及重大任务攻关提供相关激光器解决方案。

这场攻关还带来一系列“溢出效应”：项目攻关技术成果不仅服务于大科学装置，更有望为中国工业激光器产业注入新的动力。一支年轻、专业的工程师队伍，也在实战中成长起来。

02#

“超高速摄像机”赋能科学前沿

东莞全力推进各项工作

过去，科学家对于电子这种超高速运动的微观粒子，只能通过静态光谱间接推断其运动规律，阿秒激光的出现，让人类从“看照片”的阶段进化到“看慢动作视频”的阶段。

阿秒激光设施被形象地称为“超高速摄像机”。“阿秒”是指百亿亿分之一秒的时间单位，电子的运动就处在几十到数百阿秒的时间尺度上。基于高性能飞秒激光，先进阿秒激光设施能实现对电子运动的跟踪、测量与操控。

作为亚洲首个阿秒激光设施，位于东莞松山湖科学城的先进阿秒激光设施自去年1月正式动工以来备受瞩目。目前，该项目土建工程已完成封顶。

同样在松山湖科学城，已建好的散裂中子源、同步辐射光源等科学装置主要从空间维度探测物质结构细微的特性。而阿秒激光则能从前所未有的时间尺度上，研究并控制发生在超短时间内的微观过程。

该项目的首席科学家、中国科学院物理研究所研究员魏志义表示，当具备高空间分辨率和高时间分辨率两种手段开展科学研究时，就能够更加全面地了解物质世界的科学规律，认识其物理机制，进一步改造并控制物质的特性，从而解决很多重大的科学前沿问题。

“同时，还能推动半导体材料与器件、信息技术、光伏能源、新药研发、癌症早期诊断等高技术行业的升级发展。”魏志义说。

如今，飞秒驱动激光器的研发已进入工程化和量产阶段。今年也是设施建设的“采购高峰年”，目前，东莞现场已驻扎70余名技术人员、近10人的管理团队，正全力推进采购前期准备。

按照计划，今年上半年团队将完成所有未工程化模块的优化，实现工业化生产标准。2027年3月，设施土建工程完工后，激光器将正式入场。预计2028年下半年完成全部设备安装，2029年调试验收。

建成后，先进阿秒激光设施将实现从纳米—软X射线到毫米—太赫兹的全波长覆盖，实现超高时间分辨、空间分辨、能量分辨的光—电—磁—热综合实验平台，在脉冲能量、脉冲宽度、光子能量、光子通量等性能指标上取得突破，达到世界先进水平。

这座大科学装置也将为物理、化学、材料、信息、生物医学等领域的重大基础科学问题提供全新研究手段，有望在超导材料研发、磁存储技术升级、疾病早期诊断等方面催生原创性突破。同时，它将与周边的科研单位深度合作，构建起大湾区全链条创新生态体系。