10拍瓦激光實驗裝置   受訪團隊供圖

“這支年輕的隊伍，這些年輕人是實至名歸。”聽到團隊獲得第25屆“中國青年五四獎章集體(ti) ”的消息後，團隊帶頭人、中科院院士李儒新這樣評價(jia) 這群年輕人。

中科院上海光學精密機械研究所（以下簡稱上海光機所）超強超短激光攻關(guan) 青年團隊成立於(yu) 2016年初。同年8月，他們(men) 就實現5拍瓦激光放大和脈衝(chong) 壓縮輸出，刷新了激光脈衝(chong) 峰值功率的世界紀錄。

2017年10月，在國際上首次實現10拍瓦（1億(yi) 億(yi) 瓦）激光放大輸出。

2020年12月，建成世界首台10拍瓦激光實驗裝置，屢創國際最高激光脈衝(chong) 峰值功率紀錄，成為(wei) 光子科學研究的“國之重器”。

過去幾年中，該團隊不斷刷新世界紀錄並保持至今。關(guan) 於(yu) 他們(men) 的“戰績”已被主流媒體(ti) 多次報道，今天，我們(men) 來了解一下這支隊伍的“大目標、小故事”，看看那束“最亮的光”是如何煉成的。

真會(hui) 給自己“加戲”

“這是一種前所未有的實驗工具或實驗手段，有了它我們(men) 就可以在實驗室創造出極端物理條件，開展許多在常規情況下無法進行的研究。”上海光機所副研究員、上海超強超短激光實驗裝置主放大器係統負責人於(yu) 亮紅告訴《中國科學報》。

於(yu) 亮紅解釋說，光的本質是一種電磁波，超強超短激光能產(chan) 生極端超快的光場對帶電的電子、質子等施加作用，起到似於(yu) 加速器那樣的作用。在電子、質子等加速過程中還可以產(chan) 生一些次級輻射源，如伽馬射線、x射線等，能應用於(yu) 材料研究、進行癌症治療等……基於(yu) 超強超短激光可以所創造的高能量密度極端物理條件，過去還隻有在核爆中心，恒星內(nei) 部，或是黑洞邊緣才能找到，利用它，人們(men) 就能開展天體(ti) 物理研究，探索宇宙的奧秘。

正因為(wei) 有重要的研究價(jia) 值和應用前景，超強超短激光領域已成為(wei) 國際競爭(zheng) 的熱點。我國在超強超短激光領域布局稍晚，但進展迅速，2017年初就獲得10拍瓦激光放大原理的驗證，緊接著就開始實驗裝置建設。

這時候，一個(ge) 挑戰橫亙(gen) 在團隊成員麵前：我國的10拍瓦裝置最初設計的發射頻率是兩(liang) 三個(ge) 小時發射一次，但此時，但此時，歐盟披露了籌建重複頻率為(wei) 一分鍾一發的10拍瓦激光裝置的計劃。

“麵對歐盟雄心勃勃的計劃，我們(men) 要趕在歐盟前麵就得加快進度。同時，原有的部分關(guan) 鍵技術路線行不通了。”團隊成員之一、上海光機所研究員許毅對《中國科學報》說，“如果采用原來經過驗證的關(guan) 鍵技術（兩(liang) 三個(ge) 小時發射一次），率先建成裝置的幾率比較大，但可能我們(men) 建成以後，技術指標上就落後於(yu) 人了。”

提高重複頻率對團隊來說是個(ge) 很大的挑戰，但開放運行時能夠極大地提升裝置整體(ti) 運行效率。在上海光機所領導和團隊負責人的支持和帶領下，團隊成員決(jue) 定挑戰自己，建設每分鍾發射一次的10拍瓦激光實驗裝置。

“現在我們(men) 已經能實現三分鍾發射一次的10拍瓦輸出。”於(yu) 亮紅說，“預計很快我們(men) 就能實現每分鍾發射一次。”

不管是激光裝置的功率還是重複頻率，上海光機所都走在世界前列。

“當時項目本身的任務已非常緊張，按照原來的設計，這個(ge) 項目完全可以順利通過驗收，並得到非常好的評價(jia) 。”許毅說，“在項目進行的過程中，自己站出來給自己‘加擔子’的情況確實非常少見。”

許毅對自己身處的這個(ge) 給自己“加戲”的團隊感觸頗深。“我覺得這真的是非常有擔當、有魄力、有勇氣”。

特殊的中秋聚餐

因為(wei) 勇於(yu) 給自己“加戲”，這個(ge) 團隊屢創第一。2018年1月，《科學》發表評論文章認為(wei) ，中國引領了這一方向的研究。

成績是幹出來的。會(hui) “加戲”的團隊必須能加班。

“加班這種事情在那些年裏，基本上是常態。”於(yu) 亮紅說“用起早貪黑、廢寢忘食來形容一點都不誇張。”

10拍瓦激光實驗裝置建在浦東(dong) 張江高技術園區，離上海光機所有50多公裏，園區建立之初，配套的基礎設施還不完善，“建設之初，實驗室裏基本上就是一片空白。天一黑，周邊連人都很少”，研究人員坐地鐵通勤，單程差不多需要兩(liang) 個(ge) 小時。

即使這樣，團隊還形成一條不成文的作息製度：早上8:30到深夜12點。為(wei) 節省時間，很多人幹脆住在園區，一兩(liang) 周才回一趟家。

10拍瓦激光實驗裝置建設伊始，從(cong) 理論研究、器件選擇、材料加工、到工程施工，諸多問題撲麵而來。

鈦寶石晶體(ti) 元件相當於(yu) 超強超短激光裝置的“心髒”，因為(wei) 當時歐盟也在做自己10拍瓦裝置，核心部件要等他們(men) 完成輸出之後才提供給別人，上海光機所決(jue) 定自己攻關(guan) ，並於(yu) 2017年研製成功全球最大尺寸、直徑達235毫米的鈦寶石晶體(ti) 。

於(yu) 亮紅說：“為(wei) 節約加工部件的時間，團隊成員不管早晚，都是器件或材料一運到，立刻就讓它進實驗室。當時很多材料都是晚上九、十點才運來，我們(men) 把它卸下來，經過清洗等一些特殊流程，弄到實驗室基本上已經晚上12點了，所以加班要到淩晨都是常態。”

2017年中秋節，大家一如既往地堅守在各自崗位上，當晚原計劃一起過個(ge) 中秋，也好放鬆一下，緩解一下緊繃的神經。但當時正在驗證一個(ge) 關(guan) 鍵技術，如果中斷的話，再進行實驗驗證又需要從(cong) 頭開始，這會(hui) 花費更多時間，所以大家一致決(jue) 定，不外出聚餐了。

為(wei) 此，團隊負責人為(wei) 大家點了披薩、水餃等小吃，還特地為(wei) 大家帶了月餅。晚上7點多鍾，外賣陸續到齊，加班人員分成兩(liang) 撥，一撥留在實驗室做實驗，另一撥到實驗室門口享受這個(ge) 特別的中秋聚餐，然後再換另一撥出來。

月餅是什麽(me) 餡料大家已不記得，但於(yu) 亮紅當天加班到深夜，蜷縮在辦公室躺椅上睡著了的情景卻被同事拍了下來，留存至今。

凝心聚力爭(zheng) 第一

“我們(men) 的目標遠大而清晰，當時就憋著一口氣，豁出去了，要做出世界第一。”談到團隊的凝聚力，許毅說，“因為(wei) 有這樣一個(ge) 目標，才能把一群不同學曆、不同背景、不同來源的人凝聚在一起，發揮最大作用。”

該團隊有50多名成員，其中有院士、有“傑青”，也有研究生和軍(jun) 隊退伍青年。在年齡層次、文化背景和個(ge) 人經曆方麵差別較大，而超強超短激光裝置從(cong) 前端、放大端、壓縮端，到終端、物理物理實驗平台等，有五六個(ge) 大係統，成員也分為(wei) 6個(ge) 組。

“裝置是個(ge) 整體(ti) ，必須把這些係統和人員高效組織起來，如果一個(ge) 人或一個(ge) 係統出現問題，會(hui) 大大延遲項目的進展。”於(yu) 亮紅說，“為(wei) 更好地協作，團隊創設了獨特的例會(hui) 製度和溝通協作機製，保證個(ge) 係統之間的分工和協作。”

“和其他基礎設施建設項目不同，超強超短激光大科學裝置不但有非常大的工程建設工作量，也有巨大的技術挑戰。從(cong) 技術原理驗證、樣機研製及測試，再到物理平台建設，整個(ge) 過程隻用了五六年。從(cong) 晚於(yu) 國外立項到率先突破技術指標，這其中有三種精神值得總結，一是團結協作的精神，二是勇於(yu) 挑戰的精神，三是甘於(yu) 放棄的精神。”團隊成員之一、上海光機所副研究員彭宇傑告訴《中國科學報》。

“10拍瓦激實驗光裝置國際上從(cong) 未實現過，大家必須離開自己的‘舒適區’。”彭宇傑說，“很多人科研做得非常好，不參與(yu) 這個(ge) 項目，他們(men) 在各自的崗位上也能發揮非常大的作用，做很好的研究，發表高水平文章，按時上下班，有時間陪陪家人。但大家心甘情願放棄了很多，義(yi) 無反顧地參與(yu) 到這個(ge) 項目中來，這本身就難能可貴。”

“這個(ge) 過程很苦，但做出成果後大家都很興(xing) 奮，也覺得很值得。”於(yu) 亮紅說，“團隊中很多剛畢業(ye) 的，都有家庭、職業(ye) 生涯等壓力。就是憑借‘激光在我手上，家國在我心中’的精神和家國情懷，大家舍棄了不少東(dong) 西，同時也收獲了很多。”

團隊在超強超短激光領域不斷創新，目前，他們(men) 進一步提出在硬X射線自由電子激光裝置上建設以100拍瓦超強超短激光為(wei) 核心的極端光物理線站並獲得立項。《科學》雜誌評價(jia) 稱，“這會(hui) 是一個(ge) 全新的物理學”，“中國團隊正切實引領通往100拍瓦激光的道路”。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情