為了突破CPA技術(shù)的一些局限性，目前國際上正在積極探索發(fā)展新一代超強(qiáng)超快激光的新原理與新方法，如啁啾脈沖光學(xué)參量放大（OPCPA）原理，目標(biāo)是創(chuàng)造更強(qiáng)更快的強(qiáng)場超快極端物理條件，特別是獲得大于（等于）10²¹ 瓦/厘米² 的可聚焦激光光強(qiáng)。OPCPA充分發(fā)揮了啁啾脈沖放大與光學(xué)參量放大各自的優(yōu)點，是國際上近年來提出的發(fā)展超強(qiáng)超快激光的全新技術(shù)途徑。

OPCPA原理目前還處于中等功率層次上的預(yù)研階段，但卻蘊涵著強(qiáng)大的生命力。此外，超快激光光束質(zhì)量的優(yōu)化、時空輪廓的整形與控制，周期脈寬小于10飛秒的超短激光脈沖的產(chǎn)生、有效放大與性能優(yōu)化，也是今后持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的主要方向。

超快激光技術(shù)在推動基礎(chǔ)科學(xué)和高新技術(shù)發(fā)展上有著極為重大的作用。超快激光不僅具有重大的前沿學(xué)科意義，將創(chuàng)造出全新的實驗室尺度，即所謂臺式的綜合性極端條件的科學(xué)技術(shù)，從而直接推動激光科學(xué)與現(xiàn)代光學(xué)、原子分子物理、等離子體物理、高能物理與核物理、凝聚態(tài)物理、天體物理、理論物理以及非線性科學(xué)等一大批基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，而且在當(dāng)代一些重要高技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展中，如突破飛秒壁壘的亞飛秒乃至阿秒（10^-18 秒）科學(xué)新原理、激光核聚變快點火新概念、激光引發(fā)的臺式化聚變中子源新方案、小型化超高梯度粒子加速器新機(jī)制、臺式超短波長超快相干輻射新途徑等方面，也有著不可替代的推動作用。   

目前，在遠(yuǎn)比傳統(tǒng)裝置小型化的臺式激光系統(tǒng)上已經(jīng)產(chǎn)生了高重復(fù)頻率的超短脈沖（通常是10－13秒甚至更短）太瓦甚至更高數(shù)量級的激光輸出。激光經(jīng)聚焦達(dá)到的光強(qiáng)在過去的十年里已提高了五六個數(shù)量級，達(dá)到了10¹⁹ ～10²⁰ 瓦/厘米²。不久，將會達(dá)到創(chuàng)記錄的10²¹瓦/厘米² ，從而創(chuàng)造出實驗室尺度的極端物理條件。10²瓦/厘米² 的光強(qiáng)，產(chǎn)生的局域電場將高達(dá)10¹² 伏/厘米，相當(dāng)于氫原子第一玻爾軌道處庫侖場強(qiáng)的170倍；相應(yīng)的磁場將達(dá)到10 特的超強(qiáng)范圍；相應(yīng)的能量密度已在3×10 焦/厘米 以上，與溫度為10千電子伏的黑體的能量密度相當(dāng)；同時，將產(chǎn)生巨大的光壓，接近10 帕。在如此高的激光場中，電子的振蕩動能將高于10兆電子伏（對于波長為1.06微米激光），大大超過電子自身靜止質(zhì)量(0.5兆電子伏)，而電子的加速度也將達(dá)到10 米/秒 ，即10 g(重力加速度)的數(shù)量級，高度非線性與相對論效應(yīng)已成為主導(dǎo)。

本領(lǐng)域的早期研究已經(jīng)表明，強(qiáng)場激光與原子、分子的相互作用導(dǎo)致隧道電離、勢壘抑制電離、高階奇次諧波、穩(wěn)定化及分子的相位控制與庫侖爆炸等相關(guān)新現(xiàn)象。應(yīng)用于非線性問題的常規(guī)微擾方法已被非微擾理論所取代。目前，超快激光與原子的相互作用已進(jìn)入到相對論效應(yīng)起主導(dǎo)作用的新階段，以至必須采用狄拉克方程才能正確處理相互作用的動力學(xué)行為。另一方面，現(xiàn)今獲得的激光脈寬已小于10飛秒，最短達(dá)4飛秒，僅包含了1.5個光周期（對波長為800納米的激光）。嚴(yán)格說，此時的光脈沖已不成為“光波”，失去了波動現(xiàn)象所特有的周期性特征。傳統(tǒng)的適用于較長脈寬光與物質(zhì)相互作用的理論已不再適用，從而開創(chuàng)出極端非線性相互作用的新理論。周期乃至亞周期量級脈沖的超強(qiáng)超快激光與各種形態(tài)物質(zhì)的相互作用也將會導(dǎo)致一系列全新的物理現(xiàn)象與規(guī)律。尋求這些新現(xiàn)象、新規(guī)律，建立相關(guān)的新概念、新理論成為迫在眉睫的研究任務(wù)，是國際上超強(qiáng)超快激光科學(xué)研究領(lǐng)域爭奪的重點。

超快激光與團(tuán)簇、高溫高密度等離子體、自由電子等特殊形態(tài)物質(zhì)的相互作用也已成為新的研究方向，它不僅大大拓寬本學(xué)科領(lǐng)域的縱深發(fā)展，也將為相關(guān)重要高技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供新方案與新途徑。

最近，實驗研究已觀察到多光子激發(fā)產(chǎn)生的帶有大量內(nèi)殼層空穴的電子組態(tài)反轉(zhuǎn)的“空心”原子，這將為實現(xiàn)超短波長相干輻射開辟全新途徑；超快激光與大尺寸原子團(tuán)簇的相互作用首次成功引發(fā)了臺式聚變，從而為“臺式化”聚變新概念指明了前景。此外，超快激光與團(tuán)簇的相互作用研究，有可能作為一種橋梁，幫助人們更加完整地認(rèn)識光與物質(zhì)的相互作用。