2025-12-31 14:42:48
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当超短脉冲激光作用于特定材料时，会激发出具有广泛用途的电子束、中子束、质子束或X射线。这一现象是实现超紧凑辐射源的关键——光子在此过程中加速粒子。其市场潜力巨大，激光行业正开始挖掘这一宝藏。行业领军者将于2025年6月24日至27日齐聚慕尼黑激光世界光子学展。
次级辐射源被视为光子学的未来市场。短激光脉冲能激发物质产生可用于工业、医疗及科研领域的辐射。当前，以此方式产生的极紫外（EUV）辐射已应用于最新一代微芯片的纳米结构制造。基于激光的中子束技术即将实现穿透容器壁的物质分析，助力港口侦测毒品武器，或无需开罐即可分析密封核废料/毒物桶内容物。激光电子束源有望对动态过程实现更深层次、更高时空分辨率的观测，结合人工智能或可实现零缺陷激光焊接与3D打印工艺，或可视化电池电解液灌注分布。而紧凑型次级辐射源产生的精准聚焦电子束与质子束，能实现更精准的癌细胞靶向灭杀治疗。
超短激光脉冲作为粒子加速器
鉴于应用领域与目标市场的多样性，次级辐射源在激光行业引发高度期待，将成为激光世界光子学展的热议话题。通快集团指出激光的黄金时代尚未到来——尤其着眼于次级辐射领域，因其具备革新医疗与工业的潜力。弗劳恩霍夫激光技术研究所所长康斯坦丁·哈夫纳教授持相似观点：“激光技术远未穷尽。恰恰相反：在发明60年后，真正的征程刚刚开始。”他预见光子学存在数千亿欧元的未开发市场潜力，除量子技术、网络光子学、可持续性与核聚变外，特别强调次级辐射源的重要地位。
这种乐观态势也源于次级辐射源的光子核心组件正快速成熟：平均功率达千瓦级的高性能超短脉冲与短脉冲激光器。弗劳恩霍夫先进光子源卓越集群等当前推进的项目，致力于在保持高光束质量与皮秒/飞秒级脉冲宽度的前提下，将功率提升至10千瓦。此类激光器是实现高粒子能量、近光速粒子加速辐射源的前提。激光发射的光子束包提供加速动力，仅在数毫米行程内即可牵引电子、质子或中子。过去需要数百米巨型粒子加速器的场景，如今正被紧凑型可移动辐射源取代。
纯粹的高科技典范
极紫外光刻技术已发展为创造数十亿产值的主流工业工艺，其基础由激光展商弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所、通快集团与蔡司公司共同奠定。该技术以每秒五万滴锡滴射入高真空环境，每滴锡滴经受通快高性能二氧化碳激光器的两次脉冲轰击，从而激发产生13.5纳米波长的极紫外辐射的锡等离子体。
开拓次级辐射源的另一未来市场则更具挑战：聚变发电站需通过高能激光点燃氚氘氢同位素等离子体。这要求未来两代二极管激光器的数百条光束线承载脉冲能量，以每秒点燃约15个针尖大小的燃料颗粒。单座聚变电站所需的二极管激光器数量，已超越当前全球年产量。
激光企业引领前沿发展
将在世界光子学大会发表演讲的诺贝尔奖得主费伦茨·克劳斯教授，通过阿秒成像研究为次级辐射源的成熟奠定又一高科技基石。该技术能观测以往不可见的微观过程：无论是化学反应中的电子运动、活细胞内的生化过程，还是量子跃迁现象。其核心是阿秒级极紫外脉冲，相较之下，飞秒、皮秒甚至纳秒级过程都如同慢动作呈现。
在次级辐射源研发前沿，除艾迈斯欧司朗、相干、业纳、通快、蔡司等知名企业外，弗劳恩霍夫协会多家研究所、费迪南德·布劳恩研究所-莱布尼茨高频技术研究所以及众多国内外激光展商均深度参与。其中包括耶拿的主动光纤系统公司、汉堡的Class 5光子学公司、法国Exosens集团、加拿大科天公司以及日德合资的USHIO公司。
2025激光展次级辐射源应用专题论坛
2025年激光世界光子学展A2馆“激光与光学论坛”将设立次级辐射源应用专题研讨。来自工业界与学术界的顶尖专家将深入解析该领域发展现状，并展望激光驱动次级辐射源的潜力市场与应用前景。
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