POLARIS是全球最強大的全二極管泵浦固態(tài)激光器系統(tǒng)，能產(chǎn)生全球最高性能的激光脈沖。德國耶拿大學光學與量子電子學研究所教授Malte Kaluza帶領(lǐng)的一個研究小組，通過研究極大地提高了POLARIS的性能。這也是激光器首次能夠產(chǎn)生高達50焦耳能量的脈沖，比以往高達三倍。
50焦耳能量相當于將重量大約為500克的物體抬離地面所需的能量，而將一杯水的溫度提高一度所需的能量則是它的17倍之多。而對于像POLARIS這種高性能的激光系統(tǒng)來說，50焦耳卻顯得微乎其微。Kaluza教授指出：“但是我們的激光系統(tǒng)能在極短的時間產(chǎn)生50焦耳的能量。”該激光脈沖持續(xù)時間為120飛秒。
耶拿大學的研究人員通過幾個月的研發(fā)才使得該激光系統(tǒng)達到了上述性能。
POLARIS最近使用的最大功率放大器使用了摻鐿氟化鈣晶體。通過激光輻射壓力形成的光學涂層材料也得到了進一步優(yōu)化。Kaluza解釋道：“通過所有的這些改善，才使得我們能達到比以往任何時候都高得激光能量。”但是這位激光物理學家表示，54.16焦耳僅僅是個開始。
至于下一階段的發(fā)展，Kaluza計劃將POLARIS系統(tǒng)發(fā)射的激光脈沖的持續(xù)時間縮短到100飛秒以內(nèi)。減少持續(xù)時間并不是最終目的。Kaluza表示：“我們并非在尋求突破。”相反，研究的目的是尋求特定的用途。首先，激光是用來加速粒子的工具。“我們已經(jīng)在該領(lǐng)域進行了第一批試驗，實現(xiàn)了更低脈沖能量和更長的脈沖。而現(xiàn)在，我們很高興看到該粒子能量與更高激光能量以及更短激光脈沖的結(jié)合。”
例如，強烈高能離子輻射可被用于腫瘤治療。到目前為止，產(chǎn)生這種高能粒子需要非常大的技術(shù)努力。Kaluza教授表示：“鑒于我們目前能產(chǎn)生的激光脈沖能量，我們能通過類似POLARIS這種激光系統(tǒng)進行提供粒子輻射，這樣也相對容易處理以及進行管理。”
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