■中科院院士、光学专家李儒新
高功率激光与高能粒子加速器融合前景广阔
高功率激光和高能粒子加速器归属于不同的学科领域。近年来，两个学科相互促进、交叉发展的趋势日益明显。
李儒新介绍，2019年中国和欧盟两个实验室获得了超过10拍瓦的激光脉冲输出。这种超高峰值功率超短脉冲激光被称为最亮光源，可以提供前所未有的极端物理条件与全新实验手段。
李儒新
“而高能粒子加速器最初是作为人们探索原子核结构的重要手段发展起来的。”李儒新说，同步辐射装置、自由电子激光装置、闪裂中子源、对撞机等大科学装置的核心都是高能粒子加速器。
高能质子和重离子加速器的一个重要应用是肿瘤的精准放疗。“质子/重离子放疗是当下最先进的肿瘤放射治疗方法，目前主要用射频加速器来加速高能质子和碳离子，昂贵的造价和维护费用极大制约着质子/重离子放疗设备的推广应用。”李儒新表示，基于高功率激光的质子和重离子加速器，有望降低肿瘤放疗设备的造价和维护费用，“一个值得重视的方向是基于高瞬时辐射剂量的超短脉冲质子束治疗，即FLASH放疗方案。因为激光加速有利于获得更短脉冲的高峰值流强质子束，从而达到超高的瞬时剂量率”。
“作为高性能的宽波段光源用户装置，基于电子储存环的同步辐射光源在生命科学、材料科学、物理学、化学、能源科学等研究领域发挥了不可替代的作用。”李儒新指出，目前世界多国正在大力发展第四代同步辐射装置。与此同时,超越第四代光源平均亮度，获得2~3个量级以上提升并实现时空全相干辐射的所谓第五代同步辐射新原理新方法已被提出。其中，我国科学家提出的采用衍射极限电子储存环电子束与高功率激光脉冲相互作用的角色散和调制—反调等新机制被认为具备实现第五代同步辐射的潜力。