超强超短激光脉冲的峰值功率在近二三十年提高了多个数量级,使得光物质相互作用跨入全新的研究领域:相对论光学,一门研究强激光等离子体相互作用的前沿学科.等离子体中的自由电子在强激光的电磁场作用下做剧烈的相对论运动safety tips,电子运动诱导了等离子体的集体响应。等离子体动力学直接产生了新的电磁场结构和影响着驱动激光的传输特性.极端的相对论光场特性导致的多样的等离子体效应产生了很多的新概念,譬如:新型激光粒子加速器和相干X射线辐射源。这些粒子/光子源往往呈现出超短超强的特性,意味着新的应用。

     相对论激光也在激光核聚变(惯性约束)中有重要的应用,譬如:激光快点火方案。可控核聚变能源被寄望能彻底解决人类的能源问题,可能是人类下个千年文明所必需的普罗米修斯之火。探索相对论激光在可控核聚变中的应用和物理过程是一项关乎国计民生的研究。

     本人研究兴趣涵盖相对论光学的大部分分支,在相干辐射源(从太赫兹到X射线)和等离子体光学器件中做出了突出的成绩。特别地,本人提出的新型X射线辐射机制是发现X射线百余年后第一个可将X射线压缩到半个光周期的理论方案(NaturePhotonics2012)。

(1) 相对论激光等离子体中的若干重要问题, 项目负责人,2013-2016。

(2) 基于相对论电子片的高功率相干X射线辐射源safety tips,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室探索基金,理论方负责人,2011-2013。