前沿重磅： 物理学诺奖第一股横空出世！爱科赛博：系阿秒光脉冲超级逻辑！已研发高精度脉冲激光发生器电源！
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人类即将进入阿秒时代！光源选择决定光刻机高度！高能同步辐射光源（ HEPS ）助力我国光刻机弯道超车！前沿重磅： 2023年度诺贝尔物理学奖第一股横空出世！高能物理同步辐射光源第一股！爱科赛博：公司正在研发高精度脉冲电源和激光发生器电源！系阿秒光脉冲科研系列逻辑！爱科赛博： 2023年诺贝尔物理奖第一股横空出世+华为比亚迪双巨头御用供货商！公司正在研发高精度脉冲电源和激光发高精度脉冲电源和激光发生器电源！公司与某研究所已经签署框架协议，研发激光发生器所需的高密度特种电源，该项目已经展开现场测试验证！权威信息显示，在我国位于粤港澳大湾区的松山湖材料实验室，正在规划一台阿秒激光装置。据介绍，先进阿秒激光设施由中科院物理所与中科院西光所共建、松山湖材料实验室参与建设。通过高起点设计，建设具有高重复频率、高光子能量、高通量及极短脉宽的多束线站，提供最短脉宽小于60as、最高光子能量可到500eV的超快相干辐射，并配备建设相应的应用研究平台，建成后综合指标有望实现国际领先。中科院物理所所长方忠院士此前介绍称：“阿秒由飞秒驱动激光，通过打靶产生次级辐射源，再选通应用研究终端。今后阿秒科学中心将瞄准国家重大需求，在基础前沿领域进入科学前沿无人区，带来重大科学发现；在产业、工业领域，通过尖端核心技术创新，催生全新的产业领域。”



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爱科赛博于 2004 年进入加速器电源领域，承担了上海同步辐射光源急需的大功率静态和动态电源研制和生产任务。随后又参与了兰州重离子加速器、中国散裂中子源、全超导托卡马克核聚变实验装置、国家同步辐射实验室等国家重大科研基础设施建设项目，提供电源装备或电源系统交钥匙工程总包。2018 年，公司获得中国科学院高能物理研究所颁发的“中国散裂中子源工程重大贡献参建单位”殊荣。 2020年，公司再次中标的第四代高能同步辐射光源 HEPS 加速器电源项目。公司为上海硬 X 射线自由电子激光装置及 HALF 合肥光源研制的预研样机分别于2018年及 2021 成功通过测试验收。公司积极拓展加速器电源在其他领域的应用。



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华为数字能源御用特供商！比亚迪加持！核聚变粒子加速器第一股！新质生产力罕见稀缺品种，服务对象清一色重磅领域！！提前宣示业绩暴增500%！爱科赛博：引领新型工业化旗舰！涉半导体关键设备（仅北方华创和爱科赛博）+大科学装置+核聚变粒子加速器+高端医疗领域+超级新能源！产品打破国外垄断！客户涵盖：华为、比亚迪、阳光电源、汇川技术、固德威、中国科学院、上海电器科学研究所、南德认证、中航集团、航空工业集团、中国航天科技集团、国家铁路集团、国家电网、南方电网！













爱科赛博（ 688719 ）在半导体领域，半导体设备结构复杂，体积庞大，集成度高，由种类繁多的零部件组成。半导体设备涉及的电气类设备主要为射频电源、高可靠性直流电源、高精度脉冲电源、直流控制电源、射频匹配器、远程等离子源、供电系统工控电脑等，其主要在设备中起到控制电力、信号、工艺反应制程的作用，主要技术要求为输出功率的稳定性、电压质量、波形质量、频率质量等指标。其中射频电源是等离子体发生器的配套电源，主要用于在低压或常压环境中产生等离子体，在集成电路制造工艺中被广泛应用于射频溅射、PECVD、等离子体刻蚀及其他工艺领域。全球射频电源市场集中度高，呈现寡头竞争的发展趋势，两大供应商 MKS Instruments 和 Advanced Energy 均来自美国。与半导体设备零部件的市场规模相比，我国半导体设备国产化供给量与市场需求高度不匹配。根据芯谋研究及民生证券研究院的相关研究，目前半导体设备用特种电源的整体国产化率比较低（高端产品尚未国产化），以 8～12 寸晶圆设备射频电源为例，国产化率为 1%～5%，国内主要供应商为英杰电气（上市公司）和北京北广科技股份有限公司（北方华创旗下公司）等。在该领域，公司对标AMETEK 的可编程高可靠液冷直流电源产品已经进入工程样机阶段，可广泛应用于半导体制备、光纤制备等领域。公司已经和某半导体装备企业展开合作，为其开发 MOCVD 设备（用于半导体镀膜）所需的特种电源设备，该电源设备为大功率高精度脉冲电源，在半导体等领域应用前景广阔。公司与某研究所已经签署框架协议，研发激光发生器所需的高密度特种电源，该项目已经展开现场测试验证。







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在科研试验领域，公司已涉及的细分领域主要为高能粒子加速器用特种电源。除国内已有上海同步辐射光源（SSRF）、全超导托卡马克核聚变实验装置（ EAST ）、兰州重离子加速器（HIRFL）、中国散裂中子源（CSNS）和合肥国家同步辐射装置（NSRL）及在建的高能同步辐射光源（HEPS）等大型加速器装置外，国际上大型加速器装置主要有欧洲核子研究组织( CERN )的LHC，德国 GSI 的 FAIR、DESY、日本散裂中子源 J-PARC、日本理化所的Spring-8、美国 BROOKHAVEN 的 RIHC 等。以励磁的电流源为例，国际上加速器直流电源输出电流稳定度目前已达到 10ppm，脉冲电源的跟踪误差可大到100ppm。输出电流从几安培至上万安培，电压可从几伏特至几百千伏，脉冲电源的工作周期从几十秒至几十毫秒。在该领域发行人的技术水平已经达到国际先进，且具有一定的市场地位和相对稳定的订单，详见后文“①专用特种电源”之“C加速器”。发行人未涉及的细分领域主要为美、俄、欧尚占据主导地位的领域，如脉冲 X 射线源特种电源、大电流注入源用特种电源、高能量密度物理用特种电源等。根据《中国电源行业年鉴（2022）》（中国电源学会，2022 年12 月出版，机械工业出版社）之《中国电源产业与技术发展路线图（节选）》一文介绍，在相关细分领域，美、俄、欧占据主导地位，我国在相关领域的研究尚存在技术瓶颈。其中：a.脉冲 X 射线源特种电源：俄罗斯强流电子学研究所(HCEI)发展了直线型变压器驱动源(Linear Transformer Driver，LTD)，多个独立放电支路并联，开关同步触发，产生大电流，利用高频磁心，将脉冲能量耦合到初级同轴传输线输出。LTD 技术有较强的容错能力、波形调制能力和重频运行能力，脉冲源输出电流能力增强，我国仍采用 Tesla 变压器结合单脉冲形成线技术路线，基于传统脉冲功率驱动的脉冲 X 射线源输出能力受限严重。b.大电流注入源用特种电源：瑞士 Montena 和美国 APELC 先后研制了相应的注入源测试系统，所采用的技术均为 Marx 发生器，而国内对于电流注入技术的研究多处于理论准备阶段，尚无完整的标准体系，与注入技术配套的注入源及测试装置研究尚处于起步阶段，亟需突破基于 Marx 发生器的脉冲形成技术。c.高能量密度物理用特种电源：俄罗斯 VNIIEF 研究院主要研制有 POTOK 系列的螺线圈形及圆盘形爆磁压缩发生器，美国 LANL 实验室主要研制基于螺线圈形的Procyon 发生器、基于同轴形的 Ranchero 和 Phoenix 发生器，我国目前在电流整形、相关配套负载防护和测试诊断技术方面仍存在核心瓶颈环节。








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在医疗领域，医用射线设备比较先进的国家和地区有欧美、加拿大、日本等，主要生产厂家有加拿大的 CPI 公司、意大利的 IMD、德国的西门子、西班牙的 Sedical 公司等，其高频高压发生器技术远远领先于我国医疗器械公司。长期以来，国内众多医疗器械公司 X 光机的核心器件，比如高压电源系统、数字成像板、X 射线管等都依赖于进口，产品自主技术含量低，成本高昂。在该领域，公司为国产首台质子治疗示范装置研制了所需的特种电源产品。2021 年，该装置正式开始进入临床试验，打破国外质子治疗设备垄断，为国产医疗设备的研发与产业化起到示范作用。该项目也为公司拓展医疗设备领域打下基础。公司的特种电源采用平台型产品模式，电源硬件设备共享平台模块或组件，通过串并联扩容组成不同功率等级的整机，通过控制软件实现不同要求的功能性能，形成满足高端装备行业或客户群需求的系列产品，兼具平台标准化和应用扩展灵活的特点。产品主要分为应用于航空、轨道交通、科研、医疗、高端工业等行业的专用特种电源，以及根据特种装备的需求研发设计定型的定制特种电源。凭借在特种电源领域的大功率高精度控制技术以及在大科学装置和飞机地面供电领域的产业化，公司参与的“大功率特种电源的多时间尺度精确控制技术及其系列产品开发”项目荣获 2015 年国家科学技术进步二等奖。







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《人类即将进入阿秒时代！》



一秒钟内的阿秒数与138亿年前宇宙诞生以来所经过的秒数相同。电子绕氢原子核一周大约需要150阿秒。而目前阿秒脉冲的世界纪录是43阿秒脉冲。10月3日下午，中国科学院物理研究所副研究员、博士生导师方少波告诉澎湃科技，进一步增强阿秒脉冲，现在还存在技术难度。目前43阿秒脉冲的世界纪录保持者、来自德国的托马斯·高尼茨（Thomas Gaumnitz）在攻读博士学位期间，因为忙于搭建阿秒脉冲光源，一直没有发表论文，直到博士后阶段才发表了第一篇研究论文。上海理工大学光电信息与计算机工程学院教授、博士生导师刘一向澎湃科技表示，2023年三位诺贝尔物理学奖得主中，他最熟悉的是安妮·勒惠利尔（Anne L’Huillier）。从2014年开始，双方就空气激光等相关课题展开合作，先后在安妮实验室进行过4次合作实验。刘一介绍，安妮出生在法国巴黎，在法国攻读了博士学位。她温和、内敛，言辞不多，但非常有智慧。她对葡萄酒很有研究，能够分辨不同葡萄酒的年份。



安妮是第5位被授予诺贝尔物理学奖的女性。刘一表示，脉冲更短，能量更高，重复频率更高，这是阿秒脉冲领域内人们正在努力的三个维度。除了在泵浦激光、产生介质等方面进行改进外，他表示，普通实验室用的聚焦透镜是1米或2米长的，但在欧盟一些实验室用的聚焦透镜长达50米，就是为了产生更强的阿秒脉冲。

阿秒脉冲：最快的光？错！有人直观上认为阿秒脉冲是最快的光，所以能追踪飘忽运动的电子。但实际上，在同一介质中，光速不变。“更准确地说，是最短的，目前最短的光脉冲。”刘一告诉澎湃科技，用最短的光脉冲可以探索电子世界。但还有比阿秒更短的时间单位——仄秒（10^−21秒）、幺秒（10^−24秒）等, “人类对自然的探索无止境” 。如果简单地把电子看作是原子核周围的“超级跑车”或者子弹，那么阿秒脉冲如同开关很快的相机快门，可以将电子“拍摄”下来。刘一表示，“好比子弹飞过去了，如果你相机的快门不够快的话，你拍到的是一条线、一个影子，而非清晰的子弹。而阿秒脉冲提供了一个很快的‘快门’，曝光时间尺度很短。”静止是相对的。方少波告诉澎湃科技，曝光时间之所以要短，是为了在快门一开一关之间，被拍摄对象几乎相当于是静止的，或者它移动的距离足够短，否则很


难定格清晰的瞬间。

北京时间3日17时50分许，瑞典皇家科学院宣布，将2023年诺贝尔物理学奖授予发明了这种极短闪光技术的三名科学家——美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、德国马克斯·普朗克量子光学研究所教授费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和瑞典隆德大学教授安妮·勒惠利尔（Anne L’Huillier），以表彰他们在“产生阿秒光脉冲以研究物质中电子动力学的实验方法”方面所做出的贡献。阿秒是光脉冲的脉冲宽度。刘一解释说，“脉冲宽度的概念没那么抽象。比如说激光笔。我们手指头一按打开激光笔，再一放关掉激光笔，就产生了一个激光脉冲。脉冲宽度是脉冲持续的时间。假如有人能够在1阿秒内一按一放激光笔，而且激光笔也有足够快地响应的话，那么也可以产生阿秒脉冲。可是，没人能按得这么快，激光笔也没有那么快响应。。”

飞秒激光却可以“按得”这么快。1阿秒等于千分之一飞秒，相当于10⁻¹⁸秒。一秒钟内的阿秒数与138亿年前宇宙诞生以来所经过的秒数相同。一束光从房间里一堵墙照射到另一堵墙，需要100亿阿秒的时间。



用飞秒激光驱动气体等介质，可以产生阿秒尺度的光脉冲。

飞秒激光作为驱动光，通过高次谐波过程产生极紫外或更短波长的阿秒相干辐射。图：Johan Jarnestad中国科学院物理研究所研究员魏志义等人2021年发表在中文学术期刊《物理》上的一篇论文表示，超快激光于20世纪80年代进入了飞秒激光时代。强场超快激光脉冲的一个重要用途是作为驱动光，通过高次谐波过程产生极紫外或更短波长的阿秒相干辐射。以气体高次谐波为例，当惰性气体与强场激光相互作用时，每个激光周期伴随产生两个阿秒脉冲。气体高次谐波的三步模型认为，激光场将首先使气体原子发生隧穿电离，释放出的光电子在电场的作用下运动，加速后的光电子最终与母体离子复合，使原子回到初始的量子态，多余的能量则以高能光子的形式释放，即高次谐波。

冷门领域！36年前解决原理问题，20年前突破技术难题



“如果认为它是世界上最快的东西，那用什么方法证明它是最快的？”方少波问。
他表示，除非有一个更快的“快门”，能定量地测出来阿秒脉冲的“快门”究竟有多快。
方少波介绍，1987年，安妮就做了高次谐波的实验，奠定了阿秒脉冲的基础。但高次谐波当时只能带来阿秒脉冲串。“你可以把阿秒脉冲串简单想象成一串子弹，每个子弹都有自己的颜色，红橙黄绿蓝靛紫。但人们需要的可能只是一颗极紫外的子弹。”方少波表示，精准测量想用的是“一发子弹”——孤立阿秒脉冲，而非一串。这相当于要在一连串机关枪射出的子弹里面挑出来一个，难度很大。皮埃尔·阿戈斯蒂尼和费伦茨·克劳斯都在2001年时分别发表了重要论文，完成了阿秒脉冲的产生和测量，“而且用的是不同的测量技术。此后，大家有了共识，人类的光学技术进入到阿秒时代”。


等了至少20年，阿秒脉冲领域的研究者才收获第一个诺贝尔奖。方少波表示，阿秒脉冲此前不是热门领域。首先，当时高次谐波的产生效率非常低，很多人甚至认为这是个笨方法，觉得浪费了大量的能量才得到了那么一点点光脉冲，是“大力出奇迹”而已，因此不被很多人看好；第二个原因是高次谐波的产生需要用到一个短脉冲的飞秒激光器。在那个年代，这样的激光器不是很多实验室都有。目前产生孤立阿秒脉冲的技术已经相对成熟了。但还有一个问题没有克服：如何提高它的光强度或产生效率？


诺贝尔奖官网介绍称，1987年，安妮发现，当她通过惰性气体传输红外激光时，会产生许多不同的光的“泛音”。每个“泛音”都是一个光波。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起的。电子获得额外的能量，然后以光的形式发射出来。安妮继续探索这一现象，为后续的突破奠定了基础。1994年，阿戈斯蒂尼及其合作者研究了双色光子场中的频率调制原理。这一原理后来发展成为RABBIT（通过双光子跃迁干涉重建阿秒跳动）的计量技术。该技术通过将XUV（极紫外）脉冲和来自驱动激光器的光聚焦到稀有气体靶上，并分析从靶上产生的光电子，从而测量一连串阿秒脉冲的持续时间。2001年，皮埃尔·阿戈斯蒂尼成功产生并研究了一系列连续的光脉冲，其中每个脉冲仅持续250阿秒。与此同时，费伦茨·克劳斯正在进行另一种类型的实验，该实验可以分离出持续650阿秒的单个光脉冲。

两束激光被用于产生阿秒脉冲和观测实验。图：Johan Jarnestad。阿秒脉冲技术使得我们对以前无法追踪的快速过程，比如电子移动，或者能量的快速转移的研究成为可能。这为研究原子、分子和凝聚态物质中的电子动力学打开了一扇窗。诺贝尔物理学委员会主席伊娃·奥尔森 (Eva Olsson) 称，“我们现在能打开电子世界的大门了。阿秒物理学使我们有机会了解电子控制的机制，下一步将是利用它们。”

应用于超高灵敏度检测，或冲击下一个诺奖？



阿秒脉冲在材料科学和医学诊断等领域都有应用潜力。方少波介绍，三位获奖者最年轻的费伦茨·克劳斯，在做了阿秒脉冲的基础研究之后，把重心放到了血液检测上。他希望把对阿秒脉冲的计量方法拓展到血液检测中，希望带来一种超高灵敏度的检测技术。他做过一个实验：把一杯糖水的浓度不断稀释，稀释到现有所有商用检测手段都检测不出浓度后，再把它稀释1000倍，然后用费伦茨·克劳斯的方法还能检测出其含糖量。

2023年诺贝尔物理学奖得主、德国马克斯·普朗克量子光学研究所教授费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）。费伦茨·克劳斯于1962年5月17日出生在匈牙利。诺贝尔奖官网介绍称，费伦茨·克劳斯研究组已经迈出了生物应用的第一步。通过将宽带光学、超快激光源和精确的飞秒-阿秒场解析技术相结合，克劳斯研究组开发出了光电场分子指纹技术，可以检测生物流体分子成分的变化。这有望成为一种新的体外诊断分析技术，用于检测血液样本中痕量的疾病特征分子。它的最大优点是可以同时监测许多分子，而且辐射是非电离的，因此不会对人体造成伤害。



方少波表示，通俗地解释这种检测的原理，它实际上是对整个光场进行精确地扫描或检测，对相关光子的相位进行确认。“每个分子对它都有不同的振动频率”，如同分子指纹，所以这种方法可以在血液中检测非常多种类的分子。有评论称，如果这种分子检测新方法获得成功应用，克劳斯甚至可能获得第二个诺奖。方少波表示，目前，阿秒脉冲技术还需要更多学科的扩展和应用。我国在阿秒科学领域也有布局，从国家层面到中国科学院层面，都给予了关注和支持。中国科学院在青年团队计划中专门针对原子尺度阿秒超快动力学以及阿秒科学与技术等研究项目给予了稳定支持。

据中国科学院物理研究所微信消息，2013年，中国科学院物理研究所魏志义课题组实现了160阿秒孤立阿秒脉冲测量实验结果，这是我国在阿秒科学领域的重大突破。随后，华中科技大学、国防科技大学和中国科学院西安光学精密机械研究所的研究团队也先后实现了阿秒脉冲的产生和测量。2023年诺贝尔物理学奖获得者：美国俄亥俄州立大学名誉教授皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini，左）、德国马克斯·普朗克量子光学研究所教授费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz，中）和瑞典隆德大学教授安妮·勒惠利尔（Anne L’Huillier，右）。