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捕捉1微秒内的超快现象

2018-11-26

发明与创新·大科技 2018年6期

在日常生活中,超高像素的相机已经十分常见,甚至手机都能拍摄非常清晰的照片。但在科研领域,想拍个超短激光脉冲或者植物的光合作用?对不起,家用相机已经无能为力,科学家只能求助于高端科学仪器。

5月22日,由中科院西安光学与精密机械研究所(下称“西安光机所”)承担的国家重大科研装备研制项目“高性能条纹相机的研制”通过专家组验收,这标志着我国具有自主知识产权的高性能条纹相机进入实用化水平。

人类的眼睛只能看到1/24秒之内发生的事情,任何快于这个时间的过程,人类都只能借助机器。

现在,性能最好的相机能做到每秒拍摄2000张照片,但对广泛存在于自然或科学技术中的超快现象仍然无能为力。

以植物的光合作用为例。作为地球上最大的太阳能利用过程,至今已经产生了6枚诺贝尔奖,但对于其机理至今还没有被研究清楚,就是因为其中的过程太快了。

此外,超大规模集成电路所产生的电脉冲、半导体材料的载流子寿命、化学反应的分子动力学过程、生物材料的荧光发射、激光器产生的超短激光脉冲、强光与物质相互作用物理过程等,都属于超快现象。

这些超快现象对科学研究的重要意义不言而喻。“只有把这些过程看清楚了,科学家才有可能去干预这些过程,并控制其朝着对人类有用的方向发展。”中科院院士、西安光机所研究员侯洵说。

但要观测、记录和分析这些现象,只能依赖于高时间分辨的诊断仪器。……

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