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超快激光器

飛秒激光瞬時功率可高達百萬億瓦

星之球激光 來源:騰訊科技2012-05-29 我要評論(0 )   

激光 曾被視為神秘之光,但現(xiàn)在已被人類廣泛使用。近年來,科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了一種更為奇特的激光 飛秒激光 。 飛秒激光是一種以脈沖形式運轉(zhuǎn)的激光,持續(xù)時間非常短,只...

     激光曾被視為神秘之光,但現(xiàn)在已被人類廣泛使用。近年來,科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)了一種更為奇特的激光——飛秒激光。

  飛秒激光是一種以脈沖形式運轉(zhuǎn)的激光,持續(xù)時間非常短,只有幾個飛秒。飛秒就是1/1000萬億秒,它比利用電子學(xué)方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍,是人類目前在實驗室條件下所能獲得的最短脈沖。飛秒激光具有非常高的瞬時功率,可達到百萬億瓦,比目前全世界發(fā)電總功率還要多出近百倍。飛秒激光的第三個特點是,它能聚集到比頭發(fā)絲還要小的空間區(qū)域,使電磁場的強度比原子核對其周圍電子的作用力還要高好幾倍。

  飛秒激光的上述特性,主要是通過四個步驟實現(xiàn)的:在振蕩器內(nèi),利用一種特殊技術(shù),獲得飛秒激光脈沖;由展寬器將這個飛秒種子脈沖按不同波長在時間上拉開;再經(jīng)放大器使這一展寬脈沖獲得充分能量;壓縮器把放大后的不同成分的光譜再匯聚到一起,恢復(fù)到飛秒寬度,從而形成具有極高瞬時功率的飛秒激光脈沖。

  飛秒激光能像照相機一樣,用足夠短的“快門”來捕捉分子運動和變化的瞬間行為信息。因此,飛秒激光技術(shù)在物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)控制反應(yīng)、光通訊等領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。

  物質(zhì)在高強度飛秒激光的作用下,由固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)瞬間變成等離子體,并輻射出各種波長的射線激光。高功率飛秒激光與電子束碰撞,能夠產(chǎn)生X射線飛秒激光,產(chǎn)生β射線激光,產(chǎn)生正負(fù)電子對。

       由于飛秒激光具有快速和高分辨率等特性,所以在病變早期診斷、醫(yī)學(xué)成像和生物活體檢測、外科醫(yī)療及超小型衛(wèi)星的制造上都有其獨特的優(yōu)點和不可替代的作用。

  比如高功率飛秒激光在醫(yī)學(xué)、超精細(xì)微加工、高密度信息儲存和記錄方面都有著很好的發(fā)展前景。它可以擊穿大氣,從而制造放電通道,實現(xiàn)人工引雷,避免飛機、火箭、發(fā)電廠因天然雷擊而造成災(zāi)難性破壞。

  飛秒激光也是未來能源的選擇之一。利用飛秒激光能非常有效地加速電子,使加速器的規(guī)模得到上千倍的壓縮。高功率飛秒激光與物質(zhì)相互作用,能夠產(chǎn)生足夠數(shù)量的中子,實現(xiàn)激光受控核聚變的快速點火,從而為人類實現(xiàn)新一代能源開辟新途徑。
 

 

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