2025年1月10日，東(dong) 莞鬆山湖，一片占地140畝(mu) 的工地上，亞(ya) 洲首個(ge) 、世界第二個(ge) 阿秒激光大科學裝置——先進阿秒激光設施破土動工。

這座總投資15億(yi) 元、占地140畝(mu) 的“時間捕捉器”，將人類對微觀世界的觀測精度推向了百億(yi) 億(yi) 分之一秒量級。

這個(ge) “超級工程”的誕生，標誌著中國在超快光學領域實現從(cong) “跟跑”到“領跑”的跨越。從(cong) 高溫超導材料的電子配對機製，到癌症治療的靶向分子操控，這場以“光”為(wei) 刃的科技革命，正在改寫(xie) 人類認知物質本質的邊界。

當阿秒激光的“快門”首次按下，人類將擁有一雙看透物質本質的“慧眼”。通過捕捉時間的“快門”，阿秒激光中心將開啟微觀世界超快探索的新篇章，助力我國在新一輪世界科技革命中搶占先機，推動多學科的交叉融合和創新發展。

未來，這座先進阿秒激光設施建成後，將在粵港澳大灣區托起一座世界級科學高峰。

作為(wei) “十四五”期間布局的國家重大科技基礎設施，先進阿秒激光設施由中國科學院物理研究所、西安光機所聯合共建，東(dong) 莞鬆山湖材料實驗室深度參與(yu) 。

先進阿秒激光設施分為(wei) 西安和東(dong) 莞兩(liang) 部分，其中，東(dong) 莞鬆山湖先進阿秒激光設施已於(yu) 9月獲得國家發改委概算批複，2025年1月開工建設，總投資15億(yi) 元，占地麵積140畝(mu) 。建成後，將建設極紫外阿秒光源、高重頻阿秒光源、高脈衝(chong) 能量阿秒光源、軟X射線阿秒光源及超快硬X射線/γ射線源五類阿秒光源，並配套建設相關(guan) 研究平台。

而先進阿秒激光設施（西安部分）由中國科學院西安光機所承擔建設，已於(yu) 2024年11月正式啟動建設，建設周期為(wei) 5年，旨在建設軟X射線束線和高能量 THz 束線以及相應的研究終端，提供國際最先進的阿秒光脈衝(chong) 。

整個(ge) 先進阿秒激光設施在我國廣東(dong) 東(dong) 莞和陝西西安兩(liang) 地，規劃建設10條束線和22個(ge) 應用終端，涵蓋極紫外、軟X射線、高能γ射線等多種光源，預計2029年全麵投入運行。

東(dong) 莞部分聚焦極紫外阿秒光源、高通量超短脈衝(chong) 等核心技術，布局6條束線和配套實驗平台；西安部分則側(ce) 重軟X射線與(yu) 高能太赫茲(zi) 光源，建設4條束線及終端。

建成後，該設施將提供脈寬小於(yu) 60阿秒（目前國際頂尖水平）、光子能量高達500電子伏特的超快光源，綜合性能有望實現全球領先。中國科學院院士汪衛華表示：“這是亞(ya) 洲首個(ge) 、世界第二個(ge) 阿秒激光大科學裝置，將成為(wei) 我國超快科學研究的‘燈塔’。”

這一設施的誕生並非偶然。早在2016年，時任西安光機所所長趙衛便提出建設阿秒激光裝置的戰略構想。曆經8年論證與(yu) 攻關(guan) ，從(cong) 技術路線設計到國家發改委批複，從(cong) 區域協同到人才集聚，中國科學家以“十年磨一劍”的韌勁，終將藍圖轉化為(wei) 現實。 

據介紹，阿秒，即十億(yi) 分之一納秒，是目前人類能夠掌握的最短時間尺度。利用阿秒激光脈衝(chong) ，科學家們(men) 可以像使用“超高速攝像機”一樣，實現對電子運動的跟蹤、測量和操控。

要理解阿秒激光的意義(yi) ，需從(cong) 微觀世界的速度尺度說起。電子繞原子核運動的速度約為(wei) 150阿秒/圈，傳(chuan) 統飛秒激光（1飛秒=1000阿秒）如同用慢鏡頭拍攝蜂鳥振翅，隻能捕捉模糊影像。而阿秒激光則像一台“超高速攝像機”，能直接“凍結”電子躍遷、化學鍵斷裂等瞬時過程。 

阿秒激光的核心原理在於(yu) 高次諧波產(chan) 生技術：將超強飛秒激光聚焦於(yu) 惰性氣體(ti) ，電離後的電子在激光場中被加速並回撞母離子，釋放出波長極短（X射線波段）、脈寬極窄（阿秒量級）的相幹光脈衝(chong) 。這種脈衝(chong) 能量高度集中的"光針"，能激發物質內(nei) 層電子躍遷，產(chan) 生極紫外（XUV）和軟X射線輻射。    

當這些輻射與(yu) 物質相互作用時，電子運動軌跡被實時"顯影"，猶如用高速攝像機定格子彈擊穿蘋果的過程。通過精密控製激光參數，科學家可定製阿秒脈衝(chong) 的強度、頻率和偏振特性，實現對電子運動的“全息記錄”。

專(zhuan) 家解釋說，在這個(ge) 過程中，阿秒激光以其極短的脈寬和高的空間分辨率，允許研究人員直接觀察到物質內(nei) 部的微觀動態過程。這不僅(jin) 解決(jue) 了以往需要間接證據來證實的問題，還大大提升了科學研究的精確度和深度。

據了解，先進阿秒激光設施建成後，將在多學科前沿基礎研究和產(chan) 業(ye) 應用方麵發揮重要作用，為(wei) 研究物理、化學、材料、信息、生物醫學等學科中的重大科學問題提供了全新的技術手段。

值得一提的是，先進阿秒激光的應用前景廣泛，涵蓋了高溫超導、量子計算、癌症治療等多個(ge) 重大基礎科學問題，有望為(wei) 我國在物質科學的前沿基礎研究領域實現重大突破提供關(guan) 鍵技術保障。           

據相關(guan) 科學家介紹，通過阿秒激光技術，科學家們(men) 可以更深入地理解化學反應機製，優(you) 化化學工藝；揭示分子和原子之間的相互作用及動力學過程，促進材料科學的進步；在生物醫學領域，阿秒脈衝(chong) 的高分辨率成像技術有望提升疾病的早期診斷和治療效果。

一是物理領域：利用阿秒激光研究物質內(nei) 部電子的超快運動過程，揭示電子與(yu) 原子核、電子與(yu) 電子之間的相互作用，探索物質的新狀態和新性質。例如，研究高溫超導材料中的電子配對機製，為(wei) 開發新型超導材料提供理論依據。

二是化學領域：利用阿秒激光拍攝化學反應的過程，幫助科學家們(men) 更好地理解反應機理，並進一步改進化學工藝。例如，研究光合作用中的電子轉移過程，為(wei) 開發高效的人工光合係統提供新思路。

三是材料領域：利用阿秒激光揭示材料內(nei) 部電子的動力學過程，研究材料的結構、性能和功能之間的關(guan) 係。例如，研究磁性材料中的自旋動力學過程，為(wei) 開發新型磁性存儲(chu) 器和傳(chuan) 感器提供技術支持。

四是信息領域：利用阿秒激光研究信息材料中的電子運動過程，探索信息的產(chan) 生、傳(chuan) 輸和處理機製。例如，研究半導體(ti) 材料中的載流子動力學過程，為(wei) 開發高速光電器件提供理論依據。

五是生物醫學領域：利用阿秒脈衝(chong) 的高分辨率成像技術，提升疾病的早期診斷和治療效果，為(wei) 研究癌症、神經係統疾病等重大醫學難題提供新突破口。例如，研究蛋白質的結構和功能，為(wei) 開發新型藥物提供靶點。

六是產(chan) 業(ye) 應用方麵，先進阿秒激光設施將推動相關(guan) 技術和產(chan) 品的創新和發展。例如，基於(yu) 阿秒激光技術開發的超快光譜儀(yi) 、超快電子衍射儀(yi) 等科學儀(yi) 器，將在材料分析、質量檢測、生物醫學診斷等領域發揮重要作用。同時，阿秒激光技術還將促進激光加工、激光醫療、激光通信等產(chan) 業(ye) 的發展，提高相關(guan) 產(chan) 業(ye) 的競爭(zheng) 力和附加值。