超短脉冲激光原理及交叉科学研究

2024年12月1日，2027届复旦“博学计划”系列讲座第二讲在我校报告厅顺利进行。复旦大学物理学系的季敏标教授围绕超快激光光谱学这一交叉学科的最新成果，为二附中学子带来了一场内容丰富、环环相扣的科普讲座。

季教授首先通过一系列时间尺度下的代表性微观过程展示，带我们领略了何谓“超快”：

10^-9     纳秒（ns）：结构变化动力学过程

10^-12   皮秒（ps）：分子旋转动力学

10^-15  飞秒（fs）：原子尺度振动过程

10^-18  阿秒（as）：价电子、内壳层电子运动

随后，季教授介绍了激光产生的物理基础：受激辐射的光子“复制”与粒子数反转。他还详细讲解了“锁膜”技术与啁啾放大技术如何使连续激光成为超短脉冲激光，生动展现了物理学家们解决“如何‘超快’”问题时的精妙构想。

相消                    相长                    相消

图2 通过“锁模”技术得到脉冲激光

（通过引入不同波长的色光进行叠加并保持某一时刻它们同处波峰，选取较宽频谱进行叠加，即可得到较短的脉冲）

讲座最后，季教授向我们介绍了超短脉冲激光的广泛用途：激光切割、基于拉曼光谱的成分分析、非线性光学显微成像等技术，它们已在工业、医疗等领域大放异彩，前景广阔。

季教授的讲座不仅为二附中学子提供了一次深入了解超快激光光谱学的机会，更引导大家基于既有物理、化学、生物知识进行创新性思考，令大家感受到了交叉学科研究的独特魅力。相信在本次科普讲座的熏陶、启发下，我们必将传承与发扬勇于创新、善于思考的科研精神，为创新、科技强国的建设与全人类的福祉而奋斗。

【讲座主持人：2711 牛本禹；撰稿：2702 何辰宇；审核：教务处】