冷雨欣：激光领域的探索者

编者按：2021年是十四五开局之年，在这个特殊的年份里，冷雨欣在激光新技术领域再获突破。他与合作者，以激光技术小型化为牵引，基于新型增益介质发光原理与机制，突破传统衍射极限的限制，首次将全介质室温亚波长微纳激光器件的物理尺寸推进到50纳米，值得一提的是，这是目前已知的最小尺寸的全介质微纳激光。

冷雨欣目前是中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。

了解冷雨欣的人都知道，1975年出生的他，在科研领域已拼搏多年，主要从事超强超短激光技术发展及其前沿重要应用等方面研究。以超强超短激光的发展及重大应用为需求牵引，创新发展关键科学技术问题，探索微纳尺度超短激光等新方案，并与团队设计并建成国际领先水平的超强超短激光系统。

超强超短激光系统关键技术的破局

实验室是冷雨欣的“战场”，在这个“战场”上，他已经打了多次技术硬仗。“科研要为国家重大需求服务，所以，建立国际领先水平的超强超短激光系统势在必行。”或许，就是这样的无声承诺，让冷雨欣在关键技术领域，不断创新前行。

科研从来都不是一个人的力量，团队才是其真正的核心。所以，冷雨欣带领团队在信噪比提升、脉冲压缩和稳定性控制、工作波长拓展等激光系统关键科学技术创新发展等方面取得系列重要研究成果。

在发明并改进脉冲净化新技术方面：提出级联中红外光学参量放大（OPA）、非线性光谱展宽和倍频非线性过程的新方案，研制成功波长可调谐的高信噪比的超短脉冲激光源；可实现输出脉冲前后沿信噪比同时提升，更适用于超强超短激光系统信噪比提升，并具有支持周期量级脉宽和载波包络相位（CEP）稳定可控等特点。该技术成功应用于上海超强超短激光实验装置等大科学装置，并取得了显著的应用成果，相关物理应用成果入选中国十大科技进展新闻。

在大能量脉冲压缩技术方面：发明激光系统色散优化控制和脉冲带宽放大补偿等系列新技术，有效补偿大啁啾量激光脉冲传输和放大过程中引入的高阶剩余色散和增益窄化，并创新解决了大尺寸光栅精密调节过程中的技术难题，使得随着超强超短激光系统放大级的增加，脉冲放大能力不断提升情况下，超强超短激光系统的输出脉宽不断压缩。

在超强超短激光波长拓展方面：进一步将大能量脉冲光谱展宽和周期量级激光脉冲压缩技术扩展，提出了在3~5微米中红外波段获得近单周期CEP稳定可控强激光脉冲输出的方案，在此基础上，建立了高性能中红外新波段超强超短激光系统，获得CEP稳定的4微米波段0.1TW/2.6mJ/100Hz/脉宽21fs（1.6个光周期）激光输出，是当时同类研究的最好结果。

在微纳尺度下超短激光探索方面：近年来，面向集成光学等前沿应用需求，开展基于新材料（钙钛矿等）的微纳尺度下超短激光新原理与机制的探索。通过采用超短脉冲激光，从不同纳米结构、激发方式、微腔类型等多个角度对激光器的阈值、频率转换性能、波长调谐性能以及发光稳定性等进行了详细的实验研究，在此基础上首次将全介质室温亚波长微纳激光器件的物理尺寸推进到50纳米，成功实现目前已知的最小尺寸的全介质微纳激光。

高功率超短脉冲激光高效频率变换技术的探索

学海无涯，科研永无止境，在激光新技术领域，冷雨欣和团队一直秉承着敢为人先的创新精神，兢兢业业，砥砺奋进。

了解激光的人都知道，高功率短脉冲激光具有极高的峰值功率，可瞬间气化或熔化材料，弥补了传统加工方式无法达到的精密和质量需求，已被应用于微电子、半导体制造、医疗精密设备、太阳能制造等行业，将开辟精细加工的新市场。

冷雨欣带领团队针对高功率激光频率变换中的效率、热效应以及稳定性等关键技术问题，发展了具有自主知识产权的非共线高功率激光倍频/和频技术、高效率的腔外频率转换技术等，不仅促进了我国相关工业激光技术水平的整体提高和可持续发展，还推动了相关技术在现有工业产品中的应用，并扩大应用范围。

现在的冷雨欣仍在激光领域拼搏，不仅承担中国科学院战略性先导科技专项（B类）项目“新型超强激光光场创立及其特性操控”等重要项目；作为副总工程师，参与建成国家重大科技基础设施项目“上海超强超短激光实验装置（SULF）”。同时，也是国家重大科技基础设施项目“硬X射线自由电子激光装置（SHINE）”中三个科学总体之一的“极端光物理线站”的总体负责人。

近5年，冷雨欣以通讯作者在本领域国际重要SCI刊物上发表论文70余篇；获得授权发明专利20余项；并于2019年入选“百千万人才工程国家级人选”，被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号；2020年获得国家自然科学基金委杰出青年科学基金资助。

对冷雨欣而言，科学就像一座未知的宝藏，需要智慧与毅力，才能在一座看似普通的山中，找到服务国家重大需求和推动科学前沿发展的机会。