在追求科学与技术前沿的征途中，上海复旦大学始终扮演着开拓者的角色。其重点投入研发和应用的半飞秒激光技术，凭借其接近物理极限的超短脉冲宽度（即“半飞秒”，约500阿秒，1阿秒=101秒），如同一把锋利无比的“光之刃”，为人类深入探索并操控物质在电子层面的超快动态过程——这是物质运动的基本时间尺度之一——提供了前所未有的强大工具。这一平台不仅是复旦大学基础科研实力的重要象征，更成为推动上海乃至中国在超快科学和高精制造领域抢占制高点、实现突破性发展的核心科研引擎之一。
技术原理精粹
半飞秒激光的核心在于其难以置信的时间压缩能力。一个飞秒（101秒）已是光仅行进约0.3微米的极短瞬间，而半飞秒则进一步将这个时间尺度缩短至其一半左右。实现如此短促且高强度的光脉冲，高度依赖一系列的激光物理技术，如啁啾脉冲放大（CPA）或光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）技术。这些技术精密地操控光的频率和时间特性，终在空域和时域上将巨大的能量压缩至半飞秒量级的窗口内释放。
产生并稳定控制半飞秒脉冲是极具挑战性的科学壮举。“这要求对激光腔内色散进行极其精密的补偿，任何细微的相位畸变或噪声都会被显著放大，导致脉冲展宽或变形，”一位激光物理专家在评价此类技术难度时强调。复旦大学的研究团队通过创新性地设计谐振腔结构、采用先进的宽带增益介质及精密反馈控制系统，成功实现了脉宽稳定在亚飞秒量级（即半飞秒级别）且具有高重复频率和高信噪比的激光输出，为后续应用奠定了坚实的物理基础。
关键突破亮点
复旦大学半飞秒激光系统的标志性贡献在于其向阿秒领域的推进。阿秒脉冲（101秒）是研究原子内电子运动的“快门”。该校团队通过利用半飞秒激光驱动高次谐波产生（HHG）过程，取得了一系列瞩目成果。该过程本质上是将高强度飞秒激光聚焦于气体靶上，使电子经历电离-加速-复合的极端非线性过程，辐射出频谱覆盖极紫外（XUV）甚至软X射线波段、脉宽可达阿秒量级的相干光脉冲。
系统稳定性与用户友好性是其另一显著优势。该平台不仅追求性能极限，更致力于成为可靠的科研工具。公开报道及学术论文显示，该系统在长时间运行中展现出优异的能量稳定性（波动小于1）和指向稳定性，并配备了先进的诊断和反馈模块。正如一位长期使用该系统进行阿秒物理实验的研究员所言：“平台的可靠性和易操作性极大缩短了我们探索未知物理现象的实验周期，使得捕捉电子超快动态图像变得更为可行和。”
前沿交叉应用
超快光谱学新纪元是该激光系统直接且广泛的应用领域。它为物理、化学和材料科学提供了前所未有的时间分辨率。例如，在材料科学领域，复旦团队利用此光源，实时“拍摄”到了半导体材料中激子（电子-空穴对）形成、迁移乃至解离的完整超快过程，其时间分辨率远优于传统飞秒激光，相关成果发表于期刊《Nature Materials》。在化学领域，它使得直接观测化学键断裂与形成的“过渡态”这一长期梦想成为可能，为理解反应机制开辟了新途径。
在精密微纳制造与先进成像方面，半飞秒激光展现出独特优势。其超短脉冲特性意味着的峰值功率和极低的热效应，在微电子、光子芯片制造中可实现近乎无热损伤的精密烧蚀、刻写与改性。《Advanced Materials》期刊曾报道复旦团队利用该光源，在宽禁带半导体材料上实现了亚微米级的超高精度结构加工，突破了传统长脉冲激光的热损伤瓶颈。结合其可能产生的阿秒XUV脉冲，在纳米尺度的超快相干衍射成像技术开发方面也展现出巨大的潜力。
平台战略意义
复旦大学大力构建半飞秒激光平台，深刻体现了强化基础科研引领力的战略布局。该平台已成为校内乃至上海地区多学科交叉融合的创新高地，显著服务于物理学（凝聚态物理、原子分子光学）、化学（物理化学）、材料科学、生命科学（如超快生物过程探测）等多个前沿基础研究领域。它吸引并凝聚了国内外人才，为攻克基础科学难题提供了关键实验手段。
这一平台的建立与发展，也为推动产学研深度融合提供了强劲动力。复旦大学积极寻求与高新技术企业和研究机构的合作，旨在将半飞秒激光技术衍生出的先进制造方法（如超精密冷加工）、诊断技术（如超快过程在线监测）应用于解决产业界的实际难题，如新一代芯片制造工艺开发、新型光电材料与器件的性能评估等。正如一位参与合作的产业界工程师所评价：“大学里诞生的这类工具和技术洞察，常常是我们产业界实现跨越式技术创新的重要源泉和催化剂。”
照亮微观未来
上海复旦大学投入发展的半飞秒激光技术，不仅代表着在超快激光物理领域攀登至世界前沿水平，其更深远的价值在于为人类理解并操控物质世界基础、快速的动态过程——电子运动——提供了革命性的实验能力。它在基础科学的前沿探索（如阿秒物理、量子相干控制）、关键技术的源头创新（如极端紫外光刻光源、超快诊断）以及面向未来的高端精密制造等领域，均展现出不可替代的战略价值。
展望未来，持续提升该激光系统的综合性能（如更高重复频率、更高单脉冲能量、更宽频谱覆盖）并探索其与人工智能、量子技术等新兴领域的深度交叉融合，将是重要的研究方向。复旦大学这一强大的“光之刃”，无疑将持续照亮微观世界的奥秘，并以其强大的驱动力，不断催生基础科学的重大发现与变革性技术的诞生，为上海建设具有全球影响力的科创中心和我国实现高水平科技自立自强贡献关键力量。
