中科院上海光学精密机械研究所徐至展院士等（   Physical Review Letters, 107, 035001）在自行研制成功的飞秒拍瓦级超强超短钛宝石激光实验装置上，提出了独具特色的两段气体喷流池的新型设计，国际上首次成功实现全光驱动电离注入的双尾波场级联电子加速器新方案，突破了传统单级方案中电子注入与电子加速两个基本物理过程无法分离与分别控制的重大瓶颈。实验中第一段采用较高密度的氦氧混合气体以实现电离注入，第二段采用较低密度的纯氦气体以实现等离子体尾波场加速，通过独立控制电子注入和电子加速两个基本物理过程并实现电子束在双尾波场间的高效耦合以及激光相对论自导引传输等，成功地将第一级注入器产生的具有麦克斯韦分布（能散度100%）的低能电子束注入到第二级尾波场加速器（气体喷流池长度仅为3 mm）中加速，获得了能量近GeV的准单能电子束，对应的加速梯度达到了187 GV/m的超高量级。该全光双尾波场级联加速新方案的成功实现，解决了高能量和低能散度的矛盾，为未来产生10 GeV量级甚至更高量级的高性能高能电子束提供了可行途径，将对台式化高能电子加速器及X射线自由电子激光等领域的发展与应用带来深远影响。

       该研究成果发表在2011年7月份的《物理评论快报》上，并得到审稿人的书面高度评价：“该论文研究了台式化粒子加速器发展中关于级联技术的非常重要且引人关注的课题。论文中报告的实验工作展示了一种可行的解决方案及其发展潜力......我毫不犹豫赞扬作者们的工作.......” ，“作者报告的结果是相当引人注目并在科学上坚实可靠的”；“.......据我所知，作者们的实验是第一次展示两级激光驱动的电子加速........”等。本项研究成果被遴选为“2011年中国科学家具有代表性的工作”之一(《2012年科学发展报告》，pp.66-69,中国科学院，科学出版社)。