《科创板日报》10月27日消息（记者杨小小），超快光学正从实验室阶段迅速迈向产业化应用场景。

“人工智能的迅猛发展，使得人类对数据处理能力的需求呈爆发式增长。当前，受微纳加工技术的制约，二维芯片难以实现大规模扩容。而借助基于飞秒脉冲激光的纳米打印技术制造的三维芯片，能够极大地提高芯片的信息处理能力。”澳大利亚皇家墨尔本理工大学教授、澳大利亚技术科学与工程院院士贾宝华在近期于厦门举办的“好望角科学沙龙·超快光学专场”活动中说道。

她所提及的飞秒脉冲激光，被行业内普遍视作超快光学的核心技术根基。这项技术能够在极短的10秒时间尺度内释放高强度光脉冲，让科学家得以观察电子与分子的超快运动情况，同时也为工业领域提供了实现纳米级精密加工和高精度检测的关键能力。

激光纳米打印正是在飞秒脉冲激光技术取得突破的基础上得以实现的。该技术运用超短脉冲激光在纳米尺度下对材料进行高精度加工，可以直接在金属、硅等基底上构建复杂的三维结构，为光学芯片、传感器以及人工智能芯片的制造开辟了全新的工艺途径，从而满足人工智能时代算力增长和芯片结构迭代的需求。

激光纳米打印也是当前超快光学产业化应用的重要方向之一。《科创板日报》记者发现，早在2023年，上市公司大族激光就曾对外宣称，其飞秒双光子激光纳米3D打印设备已在金属及非金属材料加工环节实现销售。

从整个学科的发展脉络来看，超快光学的核心在于利用超短脉冲激光精准调控能量与时间，以此来观测和操控物质在皮秒、飞秒甚至阿秒时间尺度下的动态变化。经过数十年的发展，这一领域已经形成了多个技术分支，涵盖飞秒激光加工、太赫兹成像、超强激光以及阿秒科学等，其应用范围也在精密制造、光子芯片、生物医疗、强场物理等领域不断拓展。

在此次沙龙活动中，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室研究员、博士生导师倪宏程从时间维度进一步阐述了超快光学的发展趋势。他指出：“阿秒是人类目前所能掌控的最短时间尺度，光脉冲时间尺度的缩短，意味着人类探索自然的能力得到了提升。”

倪宏程提出了一个“时域摩尔定律”：从20世纪80年代飞秒技术诞生，到21世纪初阿秒科学出现，再到2020年前后进入仄秒（10²秒）研究阶段，人类对时间分辨率的掌控正以每20年提升约三个数量级的速度向前推进。他认为，未来“仄秒核子物理”“仄秒重核碰撞电离”等研究方向，有望在技术的快速迭代中取得突破。

如果说阿秒科学代表着人类在时间维度上对自然规律的极限探索，那么太赫兹技术和超强激光的研究，则体现了超快光学在空间分辨率和能量尺度上的持续拓展。这两条技术路线，也正加速从实验室走向工程化和产业化。

在频段应用方面，上海理工大学光电信息与计算机工程学院教授、博士生导师，上海市现代光学系统重点实验室常务副主任朱亦鸣介绍了太赫兹（THz）技术的最新进展。他指出，太赫兹波与传统光谱检测不同，能够识别大分子团有机分子的集体振动和转动，因此在癌症早期筛查、生物组织识别、材料无损检测等领域具有独特的优势。此外，凭借高成像精度和良好的穿透性，太赫兹技术在高端装备、安防雷达等方面也展现出了应用潜力。

《科创板日报》记者了解到，在太赫兹领域，上海理工大学团队早在2016年就围绕成果转化组建了企业平台——上海上理太赫兹科技有限公司。目前，该公司由朱亦鸣教授担任大股东，持股比例超过43%。据悉，这种公司股权结构的安排，是上海理工大学响应上海2017年前后出台的人才新政所做出的调整，旨在通过股权激励推动太赫兹科技成果的转化。

与太赫兹技术形成对比，张江国家实验室研究员李朝阳在分享中介绍，超强激光体现了超快光学在高强度、高能量密度方向的持续突破：激光具有相干性、单色性和方向性，这三大特性赋予了激光高强度的特点，而将激光“高强度”特点发挥到极致的超强激光，具有重要的科研和战略价值。

目前，国内多家高校和科研院所都设立了与超强激光相关的实验室和研究装置，包括上海张江国家实验室、长春理工大学等。国内在该领域的产业化方向主要集中在激光器件（放大介质、光栅、压缩系统）的国产化、高功率激光驱动装置的工程化以及与聚变能源、粒子加速相关的应用预研。

特别是在当前产业界和资本界高度关注的核聚变领域，超强激光是惯性约束核聚变（ICF）的重要驱动源。

随着底层技术的突破和成熟，超快光学相关的产业项目数量正在快速增加，其中不乏科研成果转化项目和科学家创业团队，这些成为了超快光学产业化的重要推动力量。例如同样参加了沙龙活动的长春理工大学教授姚治海（求是光谱）、麻省理工学院博士后杨高洁（曜智光科）。

其中，求是光谱成立于2017年，专注于成像光谱芯片设计、光谱大数据建设、光谱相机研制以及光谱技术应用。据公司官网介绍，求是光谱目前已形成芯片、模组、光谱相机等系列产品，可应用于智能手机、智能家居、汽车电子、工业检测、智慧农业、医疗健康等众多行业。

（文章来源：科创板日报）

原标题：万亿分之一秒的“光技术”，正在颠覆三维芯片、AI计算和癌症早筛

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