韓國科學家成功打造并展示了迄今為止強度最高的激光束——每平方厘米(W/c㎡) 10*23瓦。

研究人員能夠將激光脈沖集中到一個僅略大于一微米的點上，不到人類頭發(fā)直徑的五十分之一。

這種“前所未有的”破紀錄的激光強度，堪比將所有從太陽到達地球的光聚焦到10微米的一點。要知道，10微米只比標準的紅細胞大小(6-8微米)大一點點。

這項成果是在韓國大jeon基礎科學研究所(IBS)的相對論激光科學中心(CoReLS)完成的，使用了一個高度復雜的由鏡子、透鏡、傳感器、功率放大器等組成的系統(tǒng)，打破了此前密歇根大學的紀錄。

2004年，密歇根大學的一個研究小組報告稱，用了十多年的時間才達到了這種新的激光強度，超過了之前10*22 W/c㎡的記錄。

超高強度激光，可以幫助研究在極端物理條件下(包括在外層空間)發(fā)生的新天體物理現(xiàn)象，或開發(fā)治療疾病的技術。

“這項工作表明，CoReLS PW激光器已經成為了世界上最強大的激光器。”CoReLS主任Nam Chang-hee教授說?！坝辛俗罡叩募す鈴姸?，我們可以解決實驗科學的新挑戰(zhàn)領域，特別是強場量子電動力學(QED)。我們還可以探索非線性區(qū)域中的電子-光子散射(康普頓散射)和光子-光子散射(布雷特-惠勒過程)的新物理問題?！?/p>

一個1023W/c㎡的激光器，還可以用來檢查高能宇宙射線產生的現(xiàn)象，這種射線的能量超過一千萬億電子伏(eV)。盡管科學家們知道這些射線來自太陽系外的某個地方，但它們是如何形成的，以及是什么形成的，長期以來一直是一個謎。

“除了幫助我們更好地理解天體物理現(xiàn)象，它還可以為開發(fā)一種使用高能質子治療癌癥的輻射療法的新來源提供必要的信息?！盢am Chang-hee教授表示。

一般來說，達到如此高水平的激光強度需要兩件事——一個激光器具有極高的功率輸出，并將激光聚焦到盡可能小的點。

雖然連續(xù)波激光器被限制在兆瓦級強度，但在脈沖激光系統(tǒng)中，通過在短至飛秒(一千萬億分之一秒)的時間尺度上傳輸能量，可以獲得更高的峰值功率輸出(在兆瓦級上)。

自2016年以來，CoReLS一直使用4千瓦時(PW)激光系統(tǒng)，但在今年4月，員工通過緊密聚焦其多PW激光束實現(xiàn)了新的里程碑。研究人員使用了一種具有可變形鏡子的自適應光學系統(tǒng)，來精確補償光學畸變。

這種可變形的鏡子，其反射表面形狀有點像衛(wèi)星天線，可以糾正激光中的畸變，并產生一束具有良好控制的波前的光束，以達到非常緊密的聚焦。

該研究團隊的研究論文發(fā)表在《光學》(Optica)雜志上，對研究方法和結果進行了進一步的詳細介紹。