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能源環(huán)境新聞

創(chuàng)紀錄的高強度激光

星之球科技 來源:華工激光2011-11-24 我要評論(0 )   

據(jù)美國《科學(xué)日報》新聞,如果你在宇宙中用一塊巨大的放大鏡,把所有陽光聚焦在地球上的一顆沙粒上,其光線強度才和美國密歇根大學(xué)實驗室最近創(chuàng)造的一束激光束差不多。...

據(jù)美國《科學(xué)日報》新聞,如果你在宇宙中用一塊巨大的放大鏡,把所有陽光聚焦在地球上的一顆沙粒上,其光線強度才和美國密歇根大學(xué)實驗室最近創(chuàng)造的一束激光束差不多。此激光束如此強烈,研究人員認為這創(chuàng)下了世界紀錄,可算是世界上最強大的激光束。此研究論文發(fā)表在最新一期的《光學(xué)快報》雜志上。
 
密歇根大學(xué)物理學(xué)和工程學(xué)教授卡爾-克羅賽尼克說:“這是我們能制造的瞬間強度,我不知道宇宙其它地方還能產(chǎn)生如此大強度的光線。我們認為這是創(chuàng)紀錄的。”
 
此脈沖激光只持續(xù)30飛秒(1飛秒為千萬億分之一秒)。這束創(chuàng)造世界記錄的激光強度估算為每平方厘米2百萬億億瓦特,其瞬間能量輸出功率為300萬億瓦,相當(dāng)于美國整個電網(wǎng)功率的300倍。激光束功率聚焦在1.3微米的斑點上,此斑點直徑是人頭發(fā)直徑(大約100微米)的百分之一。此激光束的強度比世界上其它任何激光都要高出2個數(shù)量級,每隔10秒就能產(chǎn)生出一次,而其它激光得要再充電1小時才行。
 
為了實現(xiàn)它,研究人員在HERCULES激光系統(tǒng)上添加了額外的放大器。HERCULES是一種鈦藍寶石激光發(fā)生器,在密歇根大學(xué)的超速光學(xué)科學(xué)中心占了幾個房間,先前曾產(chǎn)生過50萬億瓦的激光束。在HERCULES中,光就像一個彈球在一系列的鏡子和其它光學(xué)元件上彈來彈去,不斷的被增強、壓縮和聚焦。
 
如此強大的激光束可以幫助科學(xué)家開發(fā)更好的癌癥放療用的質(zhì)子和電子束。眾所周知,粒子療法非常昂貴,但它比放療更受歡迎,因為放療既殺死癌細胞,同時也殺死健康細胞。粒子裝置價格昂貴是由于在粒子加速器中應(yīng)用粒子非常復(fù)雜。然而利用像HERCULES這樣的激光器全套裝置能實現(xiàn)治療的低價格,能使癌癥患者得到更好地的救治。
 
除醫(yī)學(xué)應(yīng)用之外,這類激光的超強特性能夠在實驗室內(nèi)產(chǎn)生超強電場、超高輻射溫度、超高壓、超高加速度等一系列極端物理條件,在慣性約束聚變中可以用于“快點火”機制研究。如此強烈的激光有潛力能“沸騰真空”,從而讓科學(xué)家將光線集中到真空中,以制造出理論化材料。還有科學(xué)家將此用于熔合研究中,在處理過程中哄騙低質(zhì)量的原子和高質(zhì)量原子結(jié)合,并釋放出能量。
 
另一方面,這類激光的超短特性又是目前唯一可以用來“凍結(jié)”并揭示分子、原子內(nèi)瞬態(tài)動力學(xué)行為信息的手段,因此,它是近年來最能形成新學(xué)科生長點并導(dǎo)致新發(fā)現(xiàn)、建立新概念的重要研究工具。目前世界上許多國家的實驗室都相繼建立了這類激光裝置,并用其開展了有關(guān)物理、化學(xué)、生物及電子學(xué)等前沿學(xué)科方面的研究。
 

 

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