2025年10月22日，由网赌 开展的【南高师·格物沙龙】邀请到了大连理工大学能源与动力学院祝捷副教授于行健楼435教室开讲，作了题为“超快激光抽运探测法热物性研究—极端条件实验研究进展”的学术报告。本次报告由网赌 院长张力发教授主持，网赌 教师、研究生、本科生共计80余人参加了本次报告会。

祝捷教授指出，在当今科学技术飞速发展的背景下，极端条件——如超细空间尺度、极短时间尺度、超高压力、超强磁场和极高热流密度等环境下的热能传输问题，已成为多个前沿科技领域的核心挑战之一。这些问题广泛存在于纳米功能材料、微电子与光电子芯片、航空航天热端部件、核能系统、高能束辐照材料、乃至地球内部能量开发等诸多重要方向。然而，如何在极端环境下准确测量材料的热输运性质，一直是实验热物理研究中的难点和热点。为此，超快激光抽运-探测热反射技术，即时域热反射技术（Time-Domain Thermoreflectance, TDTR），应运而生并逐步发展为该领域的关键实验手段。本次报告围绕TDTR方法的基本原理、技术特点及其在极端条件热物性研究中的最新进展展开系统阐述。

时域热反射技术是一种基于飞秒激光的超快热测量技术。其基本原理是：利用一束飞秒激光作为“抽运光”，在材料表面激发瞬态温度场；随后，另一束延迟的“探测光”测量样品表面反射率的变化，该变化与局部温度密切相关。通过精确控制两束激光之间的时间延迟，可以获取材料在皮秒至纳秒时间尺度内的热响应过程，从而反演出热导率、热扩散系数等重要热物性参数。自上世纪90年代提出以来，TDTR技术经历了多次技术革新。近年来，随着激光技术、光学系统、信号检测与数据处理方法的不断进步，TDTR在测量稳定性、重复性及适用范围方面均实现了质的飞跃。尤其值得关注的是，该技术已从常规环境逐步拓展至高压、强磁场、高低温、非平衡态等多种极端实验条件。

极端条件如超高压、强磁场、超快非平衡过程等对热物性测量提出了更高要求。以超高压环境为例，传统热测量方法难以在维持高压的同时实现高时空分辨率的热探测。而TDTR通过与金刚石对顶砧等高压装置结合，已成功实现对兆巴级别压力下材料热导率的原位测量，为地球物理、高压物理等领域提供了前所未有的实验数据。在强磁场条件下，TDTR亦被拓展用于研究拓扑绝缘体、磁性材料等系统中热输运与电子自旋的耦合机制。这些研究不仅深化了对磁热效应、自旋塞贝克效应等物理现象的理解，也为自旋热电器件开发提供了新思路。此外，在超快非平衡热输运研究中，TDTR的高时间分辨率使其能够捕捉到非傅里叶导热行为、声子瓶颈效应等瞬态过程，为建立超越经典热传导理论的新模型提供了实验依据。

超快激光抽运-探测热反射技术作为极端条件下热物性研究的关键实验手段，已在多个前沿领域展现出强大的应用潜力。随着激光技术、光学探测与极端条件平台的进一步融合，TDTR及其衍生技术有望在更深层次、更复杂环境下揭示热能传输的微观机制与宏观规律。

最后，祝捷教授指出，未来，该技术将与理论模拟、人工智能分析等方法结合，推动热设计、热管理技术在能源、信息、航天等国家战略需求领域的创新应用。

祝捷副教授简介：

祝捷博士，目前就职大连理工大学能源与动力学院。担任中国动力工程学会青年委员及中国工程热物理学会传热传质分会青年委员。主要从事纳米材料热输运特性，超高压、高低温等极端条件下材料热输运特性,超快非平衡热过程，以及电子自旋动力学过程的实验与理论研究。本科毕业于中国科学技术大学热科学与能源工程系。2011年在中国科学院工程热物理研究所获得博士学位,并留任助理研究员。先后在美国科罗拉多大学和明尼苏达大学做访问学者和博士后工作。2018年4月全职回国,任大连理工大学副教授。