三名科學家因激光物理獲諾貝爾物理學獎 4家公司最被看好

更新于：2018-10-02 21:09:30

　　北京時間17時55分，2018諾貝爾物理學獎揭曉，美國科學家Arthur Ashkin和法國科學家 Gérard Mourou、加拿大科學家Donna Strickland獲得這一獎項，以表彰他們在激光物理學領域的“突破性發明”。

　　自由電子激光的優點及應用前景

　　自由電子激光的概念由約翰·馬迪于1971年在他的博士論文中首次提出，1976年，他和同事在斯坦福大學實現了遠紅外自由電子激光。

　　自由電子激光的工作介質是自由電子，因此稱為自由電子激光，具有一系列已有激光光源無法替代的優點。例如，頻率連續可調、頻譜范圍廣、峰值功率和平均功率高且可調、相干性好、偏振強、時間結構可控等。

　　X射線激光不僅可用于解開病毒和細胞原子結構之謎，而且可用于在納米粒子中制作三維圖像、記錄化學反應并觀察粒子內部的反應過程，有助于新藥和新材料的研發。到目前為止，科學界對于細胞結構的認識還停留在拍攝分子照片的水平，而借助硬X射線自由電子激光裝置，科學家有機會觀測細胞存活時的狀態。

　　除此，由于自由電子激光器具有許多一般激光器望塵莫及的優點，所以自由電子激光器問世后不久，科學家們就開始著手于研究它的應用問題。

　　自由電子激光特別適宜于研究光與原子、分子和凝固態物質的相互作用，因此，在前沿物理、材料、能源、通信、國防和技術科學等多個方面有著廣泛的應用前景。原子核工程是自由電子激光器應用最有前途的領域之一。

　　華裔科學家嶄露頭角

　　黃志戎博士榮獲2014年度國際自由電子激光獎。

　　黃志戎教授畢業于北京大學物理系，1998年獲得斯坦福大學物理學博士學位，同年加入美國阿貢實驗室從事X射線自由電子激光理論及自由電子激光測試裝置的研究工作。

　　黃志戎現為美國SLAC加速器實驗室高級研究員、直線加速器相干光源自由電子激光研發項目負責人，是世界上第一臺硬X射線自由電子激光裝置研究團隊的重要成員。

　　在第37屆國際自由電子激光會議上，中國科學院上海應用物理研究所鄧海嘯博士被授予2015年度自由電子激光青年科學家獎。鄧海嘯參與了我國首臺大型自由電子激光裝置的建設。

　　我國已有兩臺大型裝置在應用和建設

　　世界上第一臺軟X射線自由電子激光(FLASH)于2006年誕生于德國同步加速器實驗室(DESY)，第一臺硬X射線自由電子激光(LCLS)于2009年在美國斯坦福直線加速器中心(SLAC)調試成功。

　　目前，歐洲在德國漢堡附近建設了新的X射線自由電子激光設施，由德國和歐洲其他11個共同參與，建設了3條直徑不同的地下隧道，總長度接近6公里，總耗資大約15億歐元。

　　相比原先德國的FLASH裝置，歐洲自由電子激光裝置的波長不僅短了60倍，而且能量更高。

　　中國科學院高能所于1993年制成我國第一臺自由電子激光裝置。

　　7月12日， “基于可調極紫外相干光源的綜合實驗研究裝置”在大連進入正式運行階段。這是我國第一臺大型自由電子激光科學研究用戶裝置，也是當今世界上唯一運行在極紫外波段的自由電子激光裝置，對于能源、化學、物理、生物、醫學、材料等多個科學領域具有革命性的推動作用。

　　4月27日，我國“硬X射線自由電子激光裝置”建設啟動，選址在上海張江綜合性科學中心核心區域，裝置總長約3.1公里，將建設埋深30多米的地下隧道，包含超導直線加速器隧道、波蕩器隧道、光束線隧道等10條隧道及5個工作井。

　　硬X射線自由電子激光裝置的建成，將為我國多學科提供高分辨成像、超快過程探索、先進結構解析等尖端研究手段。

　　4家公司最被看好

　　盡管自由電子激光器還只是應用于科研領域，但隨著制造產業的升級，過去十年間，我國激光市場規模也在不斷擴大，從2010年的97億元快速增長到2017年的455億元。

　　激光加工相比傳統機械加工具有精度高、速度快、變形小等優勢，不僅在傳統制造、汽車生產、重工制造等行業中的應用在增加，而且醫療美容、通信和航空航天領域也開始使用激光器，未來激光器銷售仍呈快速增長。

　　目前，我國激光在3C產品和汽車行業中應用最為廣泛，主要是激光焊接、激光加工、激光切割、激光打標等。我國激光器行業中，大族激光、華工科技、銳科激光和福晶科技為核心企業。

1、大族激光

2、華工科技

3、銳科激光

4、福晶科技