飛秒是度量時間長短的一種計量單位，也稱為毫微微秒，1飛秒為1秒的一千萬億分之一。“飛秒激光”就是在飛秒的時間段內發出的脈沖激光，也就意味著能量在飛秒間瞬間釋放。

激光被稱為“最快的刀”“最準的尺”“最亮的光”，自20世紀60年代初人類發明第一臺激光器以來，已廣泛應用于我們生活的方方面面。激光分連續激光和脈沖激光，20世紀80年代，科學家發明了一種奇特的激光——飛秒激光，一種人類在實驗室可以實現的超短脈沖激光。它具有超快、超強和超寬頻譜的特點，近年發展非常迅速，飛秒激光相關的技術和前沿應用成果已誕生了多項諾貝爾獎，現在很多眼科近視矯正手術都用到了飛秒激光。

不過，飛秒激光與物質相互作用的機理錯綜復雜，仍然存在很多疑問，連科研人員都捉摸不透它的“脾氣”。近日，浙江大學光電科學與工程學院邱建榮教授團隊發現了飛秒激光誘導的空間選擇性微納分相和離子交換規律，開拓了飛秒激光三維極端制造新技術，首次在無色透明的玻璃材料內部實現了帶隙可控的三維半導體納米晶結構。這將為新一代顯示和存儲技術提供新的方向。

北京時間2022年1月21日，國際頂級學術期刊《科學》刊登了這項成果。論文共同第一作者為浙江大學光電科學與工程學院博士生孫軻、之江實驗室PI譚德志、上海理工大學研究員方心遠。通訊作者為譚德志博士和邱建榮教授。

飛秒激光有何驚人之處？一是瞬時峰值功率非常高，甚至比全世界發電總功率還要多出百倍；二是能聚焦到比頭發的直徑還要小的空間區域內，使電磁場的強度比原子核對其周圍電子的作用力還要高。當將飛秒激光聚焦到透明材料內部時，會產生一系列基于多種高度非線性效應的物理化學動力學過程。

光存儲或將成為新一代的存儲和顯示材料

浙江大學邱建榮團隊長期從事飛秒激光與材料相互作用研究，并取得一系列高度原創的重要突破。此次研究是在大量實驗的基礎上，在玻璃內部實現了組分可調的鈣鈦礦納米晶，在“一瞬間”的時間尺度就能隨心所欲實現結構和性能操控。

此項研究的一個應用方向就是三維、四維甚至更多維度的光儲存。之江實驗室譚德志表示，“現有的存儲設備多為磁存儲有一些缺點，一是使用壽命不夠長，二是耗能比較大，散熱要求高。”光存儲不僅功耗小，而且容量有望達到1PB/光盤（1PB=1024TB），將是一個大有可為的未來發展方向，預期存儲壽命將達到幾百萬年之久。（總臺央視記者 馬力）