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紫外激光器

美造出迄今最短極紫外激光脈沖

星之球激光 來源:科技日報2012-09-06 我要評論(0 )   

美國中弗羅里達大學(xué)(UCF)一個研究小組9月5日(北京時間)表示,他們造出了僅67阿秒(1阿秒=10-18秒)的極紫外 激光 脈沖,這是迄今為止最短的激光脈沖,之前紀(jì)錄是8...

       美國中弗羅里達大學(xué)(UCF)一個研究小組9月5日(北京時間)表示,他們造出了僅67阿秒(1阿秒=10-18秒)的極紫外激光脈沖,這是迄今為止最短的激光脈沖,之前紀(jì)錄是80阿秒。該技術(shù)有望帶來一種新工具,幫助科學(xué)家研究亞原子世界和迄今未知的量子力學(xué)行為。這一成果也標(biāo)志著近4年來激光脈沖領(lǐng)域的首個重大突破。研究結(jié)果提前發(fā)表在《光學(xué)通信》網(wǎng)站上。

 


 

  該成果的非凡意義還在于他們并沒有使用特殊設(shè)備,如英里級的粒子加速器、體育場那么大的圓形同步加速器。UCF物理系教授常增虎(音譯)和光學(xué)與光子學(xué)院同事們在該校弗羅里達阿秒科技(FAST)實驗室,利用迄今最強激光在更小空間進行了高水平的研究。

 

  常增虎的小組發(fā)明了一種叫做“雙光柵”的技術(shù),能將極紫外線以特殊方式切斷,在盡可能最短的光脈沖內(nèi)凝聚大量能量。除了生成了激光脈沖,他還制造了迄今最快的攝像機對光脈沖進行了檢測。

 

  “該研究造出了迄今最短的激光脈沖,為理解亞原子世界打開新的大門,讓我們看到電子在原子、分子中的運動,跟蹤化學(xué)反應(yīng)過程。”UCF理學(xué)院院長、物理學(xué)家邁克爾·約翰遜說,“設(shè)想一下,現(xiàn)在我們可能看到量子力學(xué)過程了,這是令人震撼的。”

 

  量子力學(xué)是研究微觀物理學(xué),尤其是微觀水平的能量和物質(zhì)。這一技術(shù)能幫助科學(xué)家理解構(gòu)成世界的最小物質(zhì)是怎樣運作,還能幫助研究在特殊物理、生理過程中,如數(shù)據(jù)傳輸過程、治療癌癥或診斷疾病時遞送標(biāo)靶藥物的過程中是如何利用能量的。

 

       2001年時,科學(xué)家首次演示了阿秒級脈沖。自那時起,全世界科學(xué)家就在致力于制造這種最短脈沖激光,以往紀(jì)錄是2008年德國馬克斯·普朗克研究院創(chuàng)造的80阿秒脈沖。“自50多年前發(fā)明激光以來,人們對激光脈沖的要求越來越短。” UCF光學(xué)與光子學(xué)中心院長巴哈·薩雷說,“最新進展不僅讓中弗羅里達大學(xué)躋身該領(lǐng)域前沿,也為人們打開了研究超快動態(tài)原子現(xiàn)象的新視野。”

 

  圈點

  研究小尺度世界的運動規(guī)律,需要“超小號工具”。要干預(yù)和觀察那些稍縱即逝的現(xiàn)象,就需要能量集中在極短時間的光脈沖。如果人們制造不出相應(yīng)的光學(xué)機器,就沒辦法監(jiān)測單個粒子,只能對粒子運動做出統(tǒng)計學(xué)意義上的描述;而在人們腦海中,基本粒子世界也只能是全景圖,而不是精細(xì)的工筆畫。美國研究小組的成果,讓科學(xué)家向著觀察量子尺度的運動又走近了一步。微觀世界不為人知的景色,有望在極短激光的照射下現(xiàn)出真相。

 

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