美国NSF拨款购买高峰功率超快红外激光系统，支持阿秒级前沿研究

2021-09-08 12:00

美国国家科学基金会（USNSF）已经授予加州大学旧金山分校（UCF）一笔拨款，用于购买和安装一个近200万美元的高峰功率、高重复频率超快红外激光系统——这是世界上第一个此类系统。

这笔资金将用于UCF正在进行的前沿研究，该研究正在推进物理、化学、行星科学以及光学工程方面的知识和技术。

该激光器将成为阿秒软X射线和太赫兹(UFAST)多用户设备的骨干。该设施一旦建成，将是世界上独一无二的，预计将提高美国在高通量超快技术和阿秒科学方面的竞争力。

“UFAST将为深入的科学研究提供独特和多功能的工具，并将推进可能导致应用的多个研究领域的知识，如低成本和高效的太阳能电池板，光频电子，新的激光切割技术，和等离子体合成，同时也拓展了我们对太阳系的理解，”项目负责人、物理学助理教授Li Fang表示。Li Fang最近因为她的前沿工作获得了美国能源部职业奖。

UFAST将推进物理学领域，研究和记录以阿秒为时间尺度的过程，也就是十亿分之一秒。精确到阿秒的测量能力使研究人员能够研究原子、分子和固体材料中电子在其自然时间尺度下的快速运动。

测量这种快速运动，可以帮助研究人员了解光与物质相互作用的基本方面，这可以为收集太阳能发电、检测化学和生物武器、进行医疗诊断等工作提供信息。

UCF在阿托秒科学领域已经享有声誉：2012年，UCF的一个团队创造了世界上最短的激光脉冲——一个67阿秒的极紫外光脉冲——在这个过程中，科学家们获得了一种观察量子力学运行的新工具。2017年，这支队伍以53阿秒的脉冲打破了自己的记录。这是UCF阿托秒科学技术前沿研究所(iFAST)的另一项突破性工作。

美国国家科学基金会的资金来自其主要研究仪器项目，该项目旨在支持多用户研究仪器的获取或开发。根据美国国家科学基金会的说法，核磁共振成像计划为获得关键的研究仪器提供支持，没有这些仪器，基础科学和工程研究的进展就不可能发生。

Li Fang称，这笔资金将有助于进行变化性的科学调查，吸引有才华的学生到UCF学习，并促进科学发展，并提高我们未来劳动力的多样性。

UFAST这种新型高功率激光将驱动世界上速度最快的桌面软X射线源，以及其他在长波长和太赫兹范围内倍受欢迎的光源。这些先进的光源，将使几种先进的探测技术成为可能。

“新的红外激光器是独特的，”CREOL和物理学教授常增虎(联合首席研究员)说。“这种新的激光基础设施和它在UFAST启用的光源将加强UCF在激光技术方面的卓越，并为阿秒激光研究领域带来极好的机会。”