一支平均年齡30歲的5人團隊，其成果五年內三次入選“中國光學年度十大進展”——今天（11月3日）凌晨，由中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究員田野帶領的這支團隊的科研成果，再次登上國際頂尖學術期刊《自然》，并將在激光光學、納米光子學和固態物理學等多個領域引發廣泛影響。

▲自由電子在波導表面激發出激光的全過程示意圖

在中科院院士李儒新指導下，團隊用三年時間，在國際上首次“拍攝”下了自由電子在波導表面激發出激光的全過程，并探索出了一個激光的新賽道——在波導上直接產生激光，從而為光電芯片、傳感、通訊等技術發展打開新的想象空間。

5年堅持，探路芯片上的“未來光源”

什么是相干光源？當一群電子如儀仗隊般整齊劃一地行動，就具有良好的相干性，這種自由電子如同訓練有素的士兵，可在一些特定光場中產生高品質、高功率的激光。

位于張江的軟X射線自由電子激光裝置、超強超短激光裝置等大科學裝置，其本質都是通過將種子光經過增益介質，并將其功率不斷放大形成高品質激光，進而實現各種科學目標。

那么，未來是否可能在一塊小小芯片上也裝上激光光源？科學家已在探路，并初窺門徑。

發展小型化的激光光源，一直是強場激光物理國家重點實驗室的夢想。在李儒新院士的指引下，早在2017年，田野等人就開始了探索。團隊利用實驗室多年積累的超快光學技術，探測到了整個過程：一群短脈沖自由電子在波導表面與表面光種子相遇時，產生了超輻射（發出相干光），緊接著能量以平方級數迅速增強，直到能量飽和產生激光。

▲超輻射、指數增長、飽和的三階段受激輻射光放大全過程

“我們第一次在實體空間里，看到了波導表面激光誕生的過程！”田野說，這種自由電子受激輻射出的光源，其能量可上升1萬至10萬倍。未來，片上波導的諸多應用也需要高品質光源，如果這條路可以走通，就可直接在波導上發出所需激光。

論文在審稿時，《自然》雜志審稿人就對此表示了極大關注，認為“該工作極具獨創性，將引發多個學科領域極大研究興趣，展示了非常好的應用前景”。

如今，田野團隊已在搭建設備，著手嘗試繼續提升激光功率，探索新發現的實際應用場景。

鼓勵自由探索，為年輕人成長“搭梯子”

研究員田野是85后，特別研究助理白亞鋒、曾雨珊都是90后，博士生張冬冬與剛畢業的李中鵬博士則是95后。就是這個年輕的5人團隊，在新型激光研究領域，已有兩項成果入選“中國光學年度十大進展”，這次原創成果又登上《自然》雜志。

▲研究團隊合影（從左到右分為張冬冬、曾雨珊、田野、白亞鋒）

是什么令他們在基礎研究領域一次次取得“從0到1”的突破？上海光機所副所長冷雨欣說，發展新型光源是研究所堅持多年的方向，“我們鼓勵年輕團隊在自由探索中找到原始創新的發力點”。

“從0到1”的探索，會遇到很多困難的抉擇：是否要開展這方面研究？是否要給科學家制定方向、規劃路徑？上海光機所根據每個研究團隊的不同情況，為其制定不同發展路線，助推年輕科學家迅速成長：有的通過穩定經費支持基礎研究，讓團隊耐心“十年磨一劍”；有的則在國家重大戰略需求的方向上，給予年輕科學家自由探索的空間。

研究生畢業后放棄出國深造機會的田野，如今慶幸自己留在了強場實驗室。在適宜的人才培養機制下，這位本土博士迅速成長，不僅獲得國家基金委“優青”資助，去年還入選首屆“上海科技青年35人引領計劃”。

2020年起，上海光機所自籌經費，實施“尚光青年人才”培養計劃，讓優秀的年輕人從研究生階段起就能得到及時的培養支持。田野團隊里的四位年輕人恰好對應享受到人才培養體系中四個不同階段的支持計劃。

“目前，博士后每年收入不少于30萬元，疊加國家、中科院或上海市的資助，最高可拿到65萬元。”上海光機所人力資源部負責人告訴記者，為了讓熱愛科研的年輕人潛心學術，將主要精力投入科技創新，光機所還將持續探索從基礎到應用的全鏈條創新體系建設，對人才實行分類評價和引導，讓科研人員根據自身成長階段自主選擇主攻方向。