“這支年輕的隊伍、這些年輕人實(shí)至名歸。”聽(tīng)到中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海光機所）超強超短激光攻關(guān)青年團隊獲得第25屆“中國青年五四獎?wù)录w”的消息后，團隊帶頭人、中國科學(xué)院院士李儒新這樣評價(jià)道。
上海光機所超強超短激光攻關(guān)青年團隊成立于2016年初。同年8月，他們就實(shí)現5拍瓦激光放大和脈沖壓縮輸出，刷新了激光脈沖峰值功率的世界紀錄；2017年10月，在國際上首次實(shí)現10拍瓦（1億億瓦）激光放大輸出；2020年12月，建成世界首臺10拍瓦激光實(shí)驗裝置，屢創(chuàng )國際最高激光脈沖峰值功率紀錄……
過(guò)去幾年中，該團隊不斷刷新世界紀錄并保持至今。這束“最亮的光”是如何煉成的？這支隊伍又有怎樣的“大目標、小故事”？
給自己“加戲”
“這是一種前所未有的實(shí)驗工具或實(shí)驗手段，有了它，我們就可以在實(shí)驗室里創(chuàng )造極端物理條件，開(kāi)展許多常規情況下無(wú)法進(jìn)行的研究。”上海光機所副研究員、上海超強超短激光實(shí)驗裝置主放大器系統負責人於亮紅介紹。
於亮紅解釋說(shuō)，光的本質(zhì)是一種電磁波，超強超短激光能產(chǎn)生極端超快的光場(chǎng)，對帶電的電子、質(zhì)子等施加作用，起到類(lèi)似于加速器的作用。
在電子、質(zhì)子等加速過(guò)程中，還可以產(chǎn)生一些次級輻射源，如伽馬射線(xiàn)、x射線(xiàn)等，能應用于材料研究、癌癥治療等。
正因為有重要的研究?jì)r(jià)值和應用前景，超強超短激光領(lǐng)域已成為國際競爭的熱點(diǎn)。我國在超強超短激光領(lǐng)域布局稍晚，但進(jìn)展迅速，2017年初驗證了10拍瓦激光放大原理，緊接著(zhù)就開(kāi)始實(shí)驗裝置建設。
這時(shí)，一個(gè)挑戰橫亙在團隊成員面前——我國10拍瓦裝置最初設計的發(fā)射頻率是兩三個(gè)小時(shí)一次，但此時(shí)，歐盟披露了籌建重復頻率為一分鐘一發(fā)的10拍瓦激光裝置的計劃。
“我們要趕在歐盟前面，就得加快進(jìn)度。同時(shí)，原有的部分關(guān)鍵技術(shù)路線(xiàn)行不通了。”團隊成員之一、上海光機所研究員許毅說(shuō)，“如果采用原來(lái)經(jīng)過(guò)驗證的關(guān)鍵技術(shù)（兩三個(gè)小時(shí)發(fā)射一次），率先建成裝置的概率比較大，但可能建成以后，技術(shù)指標上就落后于人了。”
在上海光機所領(lǐng)導和團隊負責人的支持和帶領(lǐng)下，團隊成員決定挑戰建設每分鐘發(fā)射一次的10拍瓦激光實(shí)驗裝置。
“當時(shí)項目本身的任務(wù)已非常緊張，而且按照原來(lái)的設計，完全可以順利通過(guò)驗收，并獲得非常好的評價(jià)。”
許毅坦陳，“在項目進(jìn)行的過(guò)程中，自己給自己‘加擔子’的情況確實(shí)非常少見(jiàn)。”他為團隊“有擔當、有魄力、有勇氣”而自豪。
“現在，我們已經(jīng)實(shí)現三分鐘發(fā)射一次的10拍瓦輸出。”於亮紅透露，“預計很快就能實(shí)現每分鐘發(fā)射一次。”
特殊的中秋聚餐
因為勇于給自己“加戲”，這個(gè)團隊屢創(chuàng )第一。2018年1月，《科學(xué)》發(fā)表評論文章認為，中國引領(lǐng)了這一方向的研究。
成績(jì)是干出來(lái)的。會(huì )“加戲”的團隊必須能加班。“加班這種事情在那些年里，基本上是常態(tài)。”於亮紅說(shuō)，“用起早貪黑、廢寢忘食來(lái)形容一點(diǎn)都不夸張。”
10拍瓦激光實(shí)驗裝置建在浦東張江高科技園區，離上海光機所50多公里。園區建立之初，配套的基礎設施還不完善，研究人員坐地鐵通勤，單程差不多需要兩個(gè)小時(shí)。
即使這樣，團隊仍形成了一條不成文的作息制度：早上8點(diǎn)半到深夜12點(diǎn)。為節省時(shí)間，很多人干脆住在園區，一兩周才回一趟家。
10拍瓦激光實(shí)驗裝置建設伊始，從理論研究、器件選擇、材料加工到工程施工，諸多問(wèn)題接踵而來(lái)。
鈦寶石晶體元件相當于超強超短激光裝置的“心臟”。當時(shí)歐盟也在做10拍瓦裝置，核心部件要等輸出完成后才會(huì )向外提供。在這種情況下，上海光機所決定自己攻關(guān)。2017年，他們成功研制全球最大尺寸、直徑達235毫米的鈦寶石晶體。
“為節約加工部件的時(shí)間，器件或材料一運到，不管早晚，團隊成員立刻讓它進(jìn)實(shí)驗室。”於亮紅說(shuō)，“當時(shí)很多材料都是晚上九十點(diǎn)才運來(lái)，經(jīng)過(guò)清洗等一些特殊流程，進(jìn)到實(shí)驗室基本上已經(jīng)晚上12點(diǎn)了，所以加班到凌晨是常態(tài)。”
2017年的中秋，大家原計劃一起過(guò)節，放松一下。然而，到了中秋時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)正在驗證，驗證一旦中斷，需要從頭開(kāi)始，這會(huì )花費更多時(shí)間。于是大家一致決定，不外出聚餐，改吃外賣(mài)。
晚上7點(diǎn)多鐘，外賣(mài)陸續到齊，團隊負責人為大家帶來(lái)了月餅。加班人員分成兩撥，一撥留在實(shí)驗室做實(shí)驗，一撥到實(shí)驗室門(mén)口“享受”特別的中秋聚餐，之后再互換。
月餅是什么餡料大家已不記得，但於亮紅當天加班到深夜、蜷縮在辦公室躺椅上睡著(zhù)的情景，卻被同事拍了下來(lái)，留存至今。
凝心聚力爭第一
“當時(shí)就憋著(zhù)一口氣，豁出去了，要做到世界第一。”談到團隊的凝聚力，許毅說(shuō)，“因為有這樣一個(gè)目標，才能把一群不同學(xué)歷、不同背景的人凝聚在一起，發(fā)揮最大作用。”
該團隊有50多名成員，超強超短激光裝置有五六個(gè)大系統，成員分為6個(gè)組。
“裝置是個(gè)整體，必須把這些系統和人員高效組織起來(lái)。如果一個(gè)人或一個(gè)系統出現問(wèn)題，會(huì )大大延遲項目的進(jìn)展。”於亮紅說(shuō)，“為保證整個(gè)系統之間的分工和協(xié)作，團隊創(chuàng )設了獨特的例會(huì )制度和溝通協(xié)作機制。”
“超強超短激光大科學(xué)裝置不但有非常大的工程建設工作量，還有巨大的技術(shù)挑戰。從技術(shù)原理驗證、樣機研制及測試，再到物理平臺建設，整個(gè)過(guò)程只用了五六年。
從晚于國外立項到率先突破技術(shù)指標，這其中有三種精神：一是團結協(xié)作的精神，二是勇于挑戰的精神，三是甘于放棄的精神。”團隊成員之一、上海光機所副研究員彭宇杰說(shuō)。
“10拍瓦激光實(shí)驗裝置國際上從未實(shí)現過(guò)，大家必須離開(kāi)自己的‘舒適區’。”
彭宇杰說(shuō)，“很多人即便不參與這個(gè)項目，在原有的工作崗位上也能發(fā)揮很大的作用，做很好的研究，發(fā)表高水平的文章，按時(shí)上下班，有時(shí)間陪家人。
但大家心甘情愿、義無(wú)反顧地參與到項目中來(lái)，這本身就難能可貴。”
“過(guò)程很辛苦，但做出成果后，大家都很興奮，也覺(jué)得很值得。”於亮紅說(shuō)，“憑借‘激光在我手上，家國在我心中’的精神和情懷，大家舍棄了不少，同時(shí)也收獲了很多。”
目前，團隊提出在硬x射線(xiàn)自由電子激光裝置上建設以100拍瓦超強超短激光為核心的極端光物理線(xiàn)站，并獲得立項。
《科學(xué)》評價(jià)稱(chēng)，“中國團隊正切實(shí)引領(lǐng)通往100拍瓦激光的道路”。
