第二十六屆中國國際工業博覽會近日在上海啟幕，備受關注的工博會CIIF大獎在會上正式揭曉並舉行頒獎儀式，華東師大重慶研究院院長曾和平教授團隊自主研發的FemtoSuper毫焦級高能量飛秒激光器項目榮獲本屆工博會CIIF大獎。該項目破解了飛秒激光“高能量、高功率、高重頻”難以兼得的“不可能三角”。

據了解，長期以來，飛秒激光領域存在行業公認的“不可能三角”物理瓶頸：單脈沖高能量、高重復頻率、高光束質量三項關鍵性能互相牽制，難以同時兼顧，海內外主流設備往往需要在參數之間進行取舍﹔與此同時，飛秒種子源還普遍存在鎖模啟動困難、運行過程中容易失鎖、維護頻次高的現實難題，難以適配溫變、振動復雜多變的工業現場工況。

加之高功率高能量飛秒激光器的核心器件與整機方案長期依賴進口，國內用戶選擇有限，採購成本高、供貨周期長，在半導體晶圓加工、硬脆材料精密制造、強場物理與阿秒科學等高端應用與前沿科研中，一直缺少自主可控的高性能光源裝備，產業升級與基礎科研發展受到制約。

面對這一系列行業痛點，曾和平教授團隊破解了鎖模激光誕生半個世紀以來鎖模啟動的未解之謎，揭示了超快激光鎖模建立的基本物理過程，發現呼吸子超快激光新模式及其內稟頻率間分形鎖定﹔針對鎖模啟動與長期穩定運行難題，首次提出孤子爆炸鎖模與自啟動控制技術，使飛秒種子源在復雜工業環境中實現連續七年免維護運行，標志著飛秒種子源從實驗室精密環境走向工業現場長期應用。

相關系列成果先后獲上海市技術發明獎一等獎、重慶市科技進步獎一等獎等，形成覆蓋光源起振、脈沖放大、整機控制的完整專利體系，為高功率高能量飛秒激光器的成功研制筑牢技術根基。

FemtoSuper毫焦級高能量飛秒激光器。華東師范大學重慶研究院供圖

據了解，FemtoSuper毫焦級高能量飛秒激光器已經實現量產，指標全面超越國外同類產品，為工業加工與科學研究提供高性價比強場脈沖光源。其核心器件實現100%國產化，打破國外壟斷，實現國產超越。其應用覆蓋超限制造、發動機葉片打孔、半導體與微流控芯片制備、光電顯示、柔性電子、微納精細加工等領域，在激光精密加工方面優勢突出。為我國高端制造與基礎科學研究提供自主可控的核心激光裝備支撐。

延伸閱讀——CIIF大獎是中國國際工業博覽會的最高榮譽，被譽為中國工業領域的“奧斯卡金獎”。它旨在表彰代表全球工業和信息化融合前沿水平、在技術創新和模式創新上取得重大突破的工業產品。本屆工博會以“智能經濟，智造無界”為主題，展覽面積31萬平方米，吸引24個國家和地區、3200余家參展商。其中，北京大學、復旦大學、上海交通大學、南京大學、華東師范大學等63所高校參展，帶來527項科創成果現場展示。工博會開幕式上，頒發了10項CIIF大獎。（孫建和）