粒子加速器始终推动着人类科学技术进步，并对人们的生产、生活产生越来越广泛而深刻的影响。人们对加速器的需求越来越频繁，对其性能指标要求也越来越高。与此同时，人们也期待降低加速器的造价和尺寸，并能建造更高能的对撞机，解决粒子物理基本问题。解决这些问题的关键是发展变革性的加速技术，极大提高加速器的加速梯度，突破目前加速器技术的瓶颈。1979年美国加州大学洛杉矶分校的Tajima和Dawson提出了具有比传统射频加速器加速梯度高出至少3个量级的激光等离子体尾场加速机制，为电子加速器和辐射源小型化变革带来了曙光。近年来随着激光技术，尤其是以2018年诺贝尔物理奖获得者Mourou和Strickland发明的啁啾激光脉冲放大技术（简称CPA技术）为基础的超短超强激光脉冲技术的发展，使得激光尾波加速得到了迅猛的发展，如今激光尾波加速已经可以在20厘米尺度内将电子从静止加速到8GeV，该能量比世界上绝大多数加速器的粒子最大能量都高。

超短脉冲激光技术出现后，诞生了应用于原子分子尺度微观世界研究的泵浦探测技术。在现代科学研究对微观世界观测和操控的迫切需求下，多种超快技术（包括超快光谱学、超快X射线衍射、超快电子衍射和超快电子显微镜等）获得突破性发展。当前超快科学技术具有在多维度、多尺度上对复杂物质体系的结构和动力学过程进行观测和表征的能力，在物质科学、能源科学、生命科学、材料科学等领域获得广泛应用。

国际上一般将脉冲宽度小于1ps、峰值功率高于1TW（1012W）的激光称为超短超强激光。自啁啾脉冲放大技术（CPA）发明以来，超短超强激光的峰值功率水平得到了快速发展，目前人类已经可以产生峰值功率达到10PW（1016W）的超短超强激光。由于CPA的发明， G.Mourou和D.Strickland获得2018年诺贝尔物理学奖。在超短超强激光取得令人兴奋的成就的同时，我们也应该看到，当人类进一步提升超短超强激光的功率水平乃至面向Schwinger极限光强迈进时，CPA放大方案的瓶颈开始显现；另外，随着激光峰值功率向100PW乃至EW迈进，脉冲前沿的噪声问题也将变得更加严重，如何实现超短超强激光的超高信噪比成为本领域的一个重大挑战。如何让脉冲更强、信噪比更高是超短超强激光发展永恒的主旋律。

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