标题:我国超强超短激光迈入国际领先水平 成功实现5拍瓦激光脉冲输出
作者:君军之剑
日期:2016-09-14 10:49
内容:
中科院上海光机所和上海科技大学超强激光光源联合实验室近日传出喜讯，这里的科研团队在张江综合性国家科学中心超强超短激光实验装置(SULF)上，成功实现了5拍瓦激光脉冲输出，这是世界上成功输出瞬时功率的最高值，标志我国在该领域达到了国际领先水平。SULF的下一个目标将是明年在国际上率先实现10拍瓦激光输出。
1拍瓦相当于全球电网平均功率的500倍。如果把峰值功率1拍瓦的激光聚焦到10微米的大小，其光强就相当于将照到地球上的所有太阳能量聚焦到一根头发丝上，这是人类已知的最高光强光源。
“我们达到5拍瓦的激光输出，其实每个激光脉冲能量还不到200焦耳。”中科院上海光机所所长李儒新进一步解释说，“这只相当于普通微波炉开动高火0.1秒钟的能量。”
据悉，科学家通过该装置输出的超强超短激光，峰值功率可达5.13拍瓦，是目前已知的国际最高激光脉冲峰值功率，瞬间爆发能量相当于全世界电网平均功率的2000多倍，通常只有在恒星内部或黑洞边缘才能产生。
因为能产生极端条件，所以应用也非常广泛。科学家可以利用这特殊的激光用于研制电子加速器和超快X射线源;通过制造反物质、探测暗物质，来研究天体物理和宇宙起源，还有望替代"杀癌利器"质子重离子治疗仪中的加速器。
国际上多个国家投入巨资大力发展超强超短激光光源以及依托其的前沿科技创新平台。2012年，欧盟投资8.5亿欧元，计划于2018年建成10拍瓦的激光用户装置，法国和英国也正在研制各自的10拍瓦激光装置，美、俄、日等则提出了百拍瓦级超强超短激光装置的研究设想。
2013年，上海光机所团队在世界上率先研制成功2拍瓦的激光放大系统，为当时国际最高峰值功率。去年年底，该团队研制成功5拍瓦激光放大技术验证系统。“当功率高到一定程度，再提高哪怕一点点都相当困难。”装置主要研发人员、上海光机所梁晓燕研究员说，突破的关键在于如何将更高能量传递给输出的激光脉冲。它能给高能粒子加速器的发展带来革命性推动。
据悉，SULF项目预计将首批建成包括极端条件材料科学研究平台、超快亚原子物理研究平台和超快化学与大分子动力学研究平台等3个用户实验终端，服务于物质科学与生命科学的研究。面向国内外高校，科研机构和企业全面开放，并充分融入上海光源装置，形成多学科综合研究平台。
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