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美國將加快超強(qiáng)超快激光器進(jìn)程

目前，全球80%到90%的超強(qiáng)激光系統(tǒng)都部署在美國境外，而目前在建或已經(jīng)建成的所有最高功率的科研激光器也都位于美國境外。該報告提出了五項(xiàng)建議，將提高美國在這一領(lǐng)域的地位。

該報告重點(diǎn)介紹了超強(qiáng)脈沖拍瓦激光器。這種激光源能加快基本粒子束的強(qiáng)烈碰撞、驅(qū)動核反應(yīng)、將物質(zhì)加熱至恒星所處的條件、甚至是從真空中創(chuàng)造出物質(zhì)。這些強(qiáng)大的激光器起源于美國。然而，歐洲和亞洲的研究資助機(jī)構(gòu)在過去十年開始投入巨資開展新的合作和設(shè)施，進(jìn)而將這些超強(qiáng)激光器用于廣泛的科學(xué)領(lǐng)域。

進(jìn)行該項(xiàng)研究和報告撰寫的委員會認(rèn)為，超強(qiáng)超快激光器在科學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的適用性，可用于核武器儲備管理、工業(yè)以及醫(yī)藥領(lǐng)域等。該委員會還表示，超強(qiáng)激光器已經(jīng)形成了一個非常重要的科學(xué)體系，并且已經(jīng)擁有了一個龐大的技術(shù)集群，但是在不同學(xué)科之間是分散的，工業(yè)界和政府之間的配合也是有限的。目前沒有一個單一的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)擔(dān)任著超強(qiáng)激光研究的管理者，在美國也不存在任何跨機(jī)構(gòu)的管理，根據(jù)不同任務(wù)、沒有整體協(xié)調(diào)、在幾個不同聯(lián)邦機(jī)構(gòu)贊助下進(jìn)行的項(xiàng)目也位于歐洲。為了加強(qiáng)這一領(lǐng)域的整合和協(xié)調(diào)，該委員會建議研究機(jī)構(gòu)邀請科學(xué)人士確定激光設(shè)施的重要性能參數(shù)，以最好的滿足研究需要；強(qiáng)調(diào)超出當(dāng)前尖端科學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)水平的參數(shù)，如峰值功率、重復(fù)頻率、脈沖持續(xù)時間、波長和可調(diào)焦強(qiáng)度等。

該委員會還要求美國能源部（DOE）針對超強(qiáng)激光器牽頭制定一項(xiàng)全面的跨機(jī)構(gòu)國家戰(zhàn)略，其中包括開發(fā)和運(yùn)行大型實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的計(jì)劃；大學(xué)主辦的中等規(guī)模實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目；以及在大學(xué)、美國工業(yè)界和國家實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓的技術(shù)開發(fā)計(jì)劃等。

相對歐洲的極端光基礎(chǔ)設(shè)施(Extreme Light Infrastructure，簡稱ELI)計(jì)劃而言，超強(qiáng)激光與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施（如粒子加速器）的協(xié)同被認(rèn)為是美國實(shí)驗(yàn)室的一個關(guān)鍵優(yōu)勢?；诖耍瘑T會建議美國能源部制定一項(xiàng)計(jì)劃，利用美國能源部綜合樓的其他主要科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建至少一個大規(guī)模開放式的超強(qiáng)激光設(shè)施。此外，大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)界之間的合作對于保持和更新人才庫是非常必要的，此前這些部門之間的合作已經(jīng)證明了其作用。

報告指出，目前的情況可以改善，從而為這個快速增長的地區(qū)發(fā)展強(qiáng)大的國家人才庫和強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)。該委員會最后的建議是要求各機(jī)構(gòu)為美國科學(xué)家和工程師制定相關(guān)計(jì)劃，包括中型基礎(chǔ)設(shè)施，美國超強(qiáng)激光科學(xué)項(xiàng)目的運(yùn)作，關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)，以及參與國際機(jī)構(gòu)的研究如ELI計(jì)劃等。