Die Technologie- und Entwicklungstrends von Attosekundenlasern in China
Das Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veröffentlichte 2013 Messergebnisse von 160 isolierten Attosekundenpulsen. Die isolierten Attosekundenpulse (IAPs) dieses Forschungsteams wurden auf Basis von Harmonischen hoher Ordnung erzeugt, die von CEP-stabilisierten Sub-5-Femtosekunden-Laserpulsen mit einer Wiederholungsrate von 1 kHz angetrieben wurden. Die zeitlichen Eigenschaften der Attosekundenpulse wurden mittels Attosekunden-Streckspektroskopie charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Strahlenlinie isolierte Attosekundenpulse mit einer Pulsdauer von 160 Attosekunden und einer zentralen Wellenlänge von 82 eV liefern kann. Dem Team sind Durchbrüche bei der Erzeugung von Attosekundenquellen und der Attosekunden-Streckspektroskopie-Technologie gelungen. Extrem ultraviolette Lichtquellen mit Attosekundenauflösung werden auch neue Anwendungsfelder in der Festkörperphysik eröffnen. 2018 veröffentlichte das Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften außerdem einen Bauplan für ein interdisziplinäres, ultraschnelles, zeitaufgelöstes Messgerät, das Attosekundenlichtquellen mit verschiedenen Messterminals kombiniert. Dies ermöglicht Forschern flexible Messungen ultraschneller Prozesse in Materie mit einer zeitlichen Auflösung von Attosekunden bis Femtosekunden und gleichzeitiger Impuls- und Ortsauflösung. Darüber hinaus ermöglicht es die Erforschung und Kontrolle der mikroskopischen ultraschnellen elektronischen Dynamik in Atomen, Molekülen, Oberflächen und Feststoffen. Dies ebnet letztlich den Weg für das Verständnis und die Anwendung relevanter makroskopischer Phänomene in verschiedenen Forschungsdisziplinen wie Physik, Chemie und Biologie.
Im Jahr 2020 schlug die Huazhong University of Science and Technology einen rein optischen Ansatz zur genauen Messung und Rekonstruktion von Attosekundenimpulsen mithilfe frequenzaufgelöster optischer Gating-Technologie vor. Auch die Chinesische Akademie der Wissenschaften berichtete 2020 von der erfolgreichen Erzeugung isolierter Attosekundenimpulse durch die Formung des photoelektrischen Felds der Femtosekundenimpulse mittels dualer lichtselektiver Pass-Gate-Technologie. Im Jahr 2023 schlug ein Team der National University of Defense Technology ein schnelles PROOF-Verfahren namens qPROOF zur Charakterisierung ultrabreitbandiger isolierter Attosekundenimpulse vor.
Im Jahr 2025 entwickelten Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shanghai eine Lasersynchronisationstechnologie auf Basis eines eigenständig entwickelten Zeitsynchronisationssystems, das hochpräzise Zeitjitter-Messungen und Echtzeit-Feedback von Pikosekundenlasern ermöglicht. Dadurch konnte nicht nur der Zeitjitter des Systems im Attosekundenbereich kontrolliert, sondern auch die Zuverlässigkeit des Lasersystems im Langzeitbetrieb verbessert werden. Das entwickelte Analyse- und Steuerungssystem kann den Zeitjitter in Echtzeit korrigieren. Im selben Jahr nutzten Forscher auch STOV-Laser (Relativistic Intensity Space-Time Vortices), um isolierte Attosekunden-Gammastrahlenpulse mit lateralem Bahndrehimpuls zu erzeugen.
Der Bereich der Attosekundenlaser entwickelt sich rasant und umfasst zahlreiche Bereiche von der Grundlagenforschung bis zur Anwendungsförderung. Durch die Anstrengungen wissenschaftlicher Forschungsteams, den Aufbau der Infrastruktur, die Unterstützung nationaler Politik sowie nationale und internationale Zusammenarbeit und Austausch bietet Chinas Attosekundenlaser-Forschung breite Entwicklungsperspektiven. Immer mehr Universitäten und Forschungseinrichtungen beteiligen sich an der Attosekundenlaserforschung, wodurch wissenschaftliche Talente mit internationaler Perspektive und Innovationskraft heranwachsen und die nachhaltige Entwicklung der Attosekundenforschung fördern. Die nationale Attosekunden-Großforschungseinrichtung wird der wissenschaftlichen Gemeinschaft zudem eine führende Forschungsplattform bieten und einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie leisten.
Veröffentlichungszeit: 26. August 2025