超快光学技术引领光子产业革新,推动芯片制造与医疗检测升级
AI导读:
超快光学技术正从实验室走向产业前沿,推动芯片制造、医疗检测等领域升级。基于飞秒脉冲激光的纳米打印技术实现芯片三维化,太赫兹技术在癌症诊断中展现优势,超快激光成为光子产业核心驱动力。
“我们正站在光子产业从‘技术追赶’到‘产业引领’的转折点,超快光学技术成为关键驱动力。”日前,在厦门举办的“好望角科学沙龙”超快光学专场活动上,中国科学院物理研究所研究员、沙龙主持人魏红祥在开场中表示。超快光学技术作为光子产业核心,已从实验室走向产业前沿。
本次沙龙以“超快之光:从激光脉冲到光子产业新纪元”为主题,旨在推动前沿学术、技术转化与产业资本的融合和跨界交流。与会多位专家表示,超快光学技术将在芯片制造、医疗检测、国防探测等领域发挥关键作用,成为产业升级的核心技术。
“AI的蓬勃发展正倒逼芯片技术走向多维化,超快激光技术推动芯片制造革新。”澳大利亚技术科学与工程院院士贾宝华介绍,当前微纳加工技术已逼近二维极限,而基于飞秒脉冲激光的纳米打印技术,能够以“纳米画笔”在金属、硅等材料上“绘制”复杂三维结构,实现芯片从平面到立体的跨越,满足AI算力需求。
贾宝华表示,激光纳米打印就像一支“神奇的笔”,不仅可以制造微纳光学器件与光纤传感器,还能打印出用于精准控制的微流控芯片,为生物医疗与量子科技提供技术支撑。
“超快激光在学术层面取得巨大成功,在现实生活中的广泛应用方兴未艾,产业潜力持续释放。”贾宝华认为,除了可利用激光制造AI需要的三维芯片,随着精密制造产业、光电产业的飞速发展,智能纳米打印也会迎来快速增长,形成规模化市场。
超快光学主要研究光在皮秒、飞秒乃至阿秒的时间尺度内行为、操控及应用,其技术基础正是超短脉冲激光,推动电子与原子核运动观测技术突破。
“人类探索微观世界的时间尺度,正以每20年提高3个数量级的速度推进。”华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室研究员、博士生导师倪宏程介绍,从20世纪80年代飞秒技术的成熟,到2001年阿秒脉冲的诞生,再到近年仄秒(10-21秒)研究的突破,超快光学不断拓展人类对电子与原子核运动的观测极限。“未来,仄秒核子物理、重核碰撞电离等前沿技术将随脉冲宽度压缩而实现突破,重塑产业竞争格局。”倪宏程说。
这一技术演进离不开基础理论的支撑。1985年,杰哈·穆鲁与唐娜·斯特里克兰发明的“啁啾脉冲放大技术”,将激光脉冲压缩至飞秒量级,也因此荣获2018年诺贝尔物理学奖。如今,超快激光已成为光子产业的核心驱动力,重塑精密制造、生物医疗与量子科技的竞争格局,推动产业系统化突破。
除了极短脉冲,太赫兹波段的开发也备受关注,成为癌症诊断与战略装备的技术突破口。
上海理工大学教授朱亦鸣介绍,太赫兹技术能捕捉大分子团的集体振动与转动,在癌症早期诊断中展现出独特优势。“不同于元素检测的光谱技术,太赫兹穿透力强、成像精度高,在雷达探测与穿云透雾装备中同样具有战略价值。”朱亦鸣说。
张江国家实验室研究员李朝阳聚焦“超强激光”的科研与战略意义。他介绍,激光的相干性、单色性与方向性使其具备极高能量,而将“高强度”推向极致的超强激光,不仅在基础物理研究中不可或缺,在国家安全与高端制造中也具备不可替代的地位,成为国家战略技术。
本期“好望角科学沙龙”首次走出上海、落地厦门,旨在搭建学术、技术与产业的对话平台。中国科学院国际合作局原局长曹京华呼吁,要加强产学研融合与国际合作,推动中国光子技术实现系统化突破,加速商业化进程。
也有专家指出,超快光学在精密加工、生物成像、量子通信等赛道的商业化潜力已逐渐显现,有望在3—5年内形成规模化市场,成为产业升级的新引擎。
“超快激光在学术上已取得巨大成功,在现实生活中的广泛应用也方兴未艾。”贾宝华在总结中表示,“这是一场与时间的赛跑——不只在实验室里,也在产业化的道路上。”
(文章来源:科技日报)
郑重声明:以上内容与本站立场无关。本站发布此内容的目的在于传播更多信息,本站对其观点、判断保持中立,不保证该内容(包括但不限于文字、数据及图表)全部或者部分内容的准确性、真实性、完整性、有效性、及时性、原创性等。相关内容不对各位读者构成任何投资建议,据此操作,风险自担。股市有风险,投资需谨慎。如对该内容存在异议,或发现违法及不良信息,请发送邮件至yxiu_cn@foxmail.com,我们将安排核实处理。

