RAVEN通过突破性单次时空矢量场测量技术，实现了对拍瓦级激光脉冲的全参数捕获，为聚变研究提供了关键实验验证工具。其核心技术突破体现在三个方面：1. **矢量场编码范式革新**采用改进型Shack-H

• 研究成果于6月26日发表在《自然·光子学》期刊。

超强激光可在电场单次振荡（即'波周期'）内将电子加速至近光速，成为研究极端物理现象的重要工具。然而其快速波动特性与复杂结构使得实时测量激光属性极具挑战。现有技术通常需要数百次激光发射才能构建完整图像，限制了捕捉这种极端光脉冲动态特性的能力。

这项由牛津大学物理系与德国慕尼黑大学联合主导的研究，提出名为RAVEN（实时矢量电磁近场采集）的新型单次诊断技术。该方法可实现高精度测量单个超强激光脉冲的完整形态、时序及其空间对准关系。

完整掌握激光脉冲行为特征将推动多个领域实现性能突破：例如支持科学家对低频次激光系统进行实时调谐，弥补实验现实与理论模型间的差距，为计算机建模与人工智能模拟提供更优质数据。

该技术通过分束处理实现双路径测量：一束用于捕捉激光波长随时间演变，另一束通过双折射材料分离不同偏振态光波。微透镜阵列（微型透镜矩阵）记录激光波前结构，专用光学传感器获取单帧图像后通过算法重建完整脉冲结构。

首席研究员Sunny Howard（牛津大学物理系博士研究员，慕尼黑大学访问科学家）表示："我们的方法首次实现了超强激光脉冲的实时全参数捕获，包括极化状态与复杂内部结构。这不仅为激光-物质相互作用研究提供新视角，更为高功率激光系统优化开辟了全新路径。"

该技术在德国ATLAS-3000拍瓦级激光装置验证成功，实时检测到传统方法无法捕捉的脉冲微小畸变与波前偏移（即时空耦合效应），使研究团队得以精准调校设备参数。这类畸变对高强度激光实验性能具有显著影响。

RAVEN的实时反馈机制支持即时调整，显著提升等离子体物理、粒子加速与高能量密度科学实验的精度与效率。由于无需多次发射即可完整表征脉冲特性，该方法可节约大量实验时间。

该技术为实验室实现惯性约束聚变能源装置提供了新途径——这是实现规模化聚变发电的关键环节。惯性约束装置利用超强激光脉冲在等离子体中产生高能粒子，RAVEN提供的精确聚焦强度参数可优化聚变产额。聚焦激光还可作为新物理现象探针，例如通过双脉冲对射实现真空中的光子-光子散射。

合著者Peter Norreys教授（牛津大学物理系）指出："传统方法需数百次发射，RAVEN仅需单次即可完成激光脉冲时空特性全表征。这不仅是激光诊断领域的革命性工具，更将推动超强激光应用的跨越式发展，开拓激光科技新边疆。"

合著者Andreas Döpp博士（慕尼黑大学物理学院）补充道："当Sunny在慕尼黑进行访问研究时，我们突破性地认识到：超强激光聚焦时被限制在极小时空范围内，这从根本上决定了诊断所需分辨率阈值。这一洞见促成我们采用微透镜简化系统架构，成为技术突破的关键转折点。"

展望未来，研究团队计划将RAVEN拓展至更广泛激光设施，探索其在惯性约束聚变研究、激光驱动粒子加速器及强场量子电动力学实验中的优化潜力。

本研究由慕尼黑大学、马克斯·普朗克量子光学研究所与约翰·亚当斯加速器科学研究所合作完成，获得英国STFC、德国及欧盟相关基金支持。