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  • 上海率先在國際上實現5拍瓦超強超短激光

    作者:鄭瑩瑩
    發布時間:2016-09-10 20:04:11
    來源: 中新上海網

    中新上海網9月9日電 (鄭瑩瑩)來自中科院上海光機所-上?萍即髮W超強激光光源聯合實驗室的消息,上海超強超短激光實驗裝置(英文簡稱SULF)近日率先在國際上實現5拍瓦超強超短激光輸出,計劃于2018年建成世界首個10拍瓦超強超短激光裝置。 

      激光是繼原子能、計算機、半導體之后,人類的又一重大發明,被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。激光的概念是愛因斯坦在20世紀初提出的。激光發展過程中,輸出能量越來越高,同時激光脈沖(時間寬度)往窄壓縮,超強超短激光由此誕生。 

      目前,國際上多個國家投入巨資開展10拍瓦級大型超強超短激光裝置的研制。歐洲是第一個“吃螃蟹的人”,歐盟于2012年啟動ExtremeLightInfrastructure(ELI)項目,計劃于2018年建成10拍瓦激光用戶裝置。法國和英國也正在研制各自的10拍瓦激光裝置,美、俄、日等則提出了百拍瓦級超強超短激光裝置的研究設想。 

      10拍瓦的峰值功率,相當于全球電網平均功率的5000倍。中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室主任冷雨欣介紹說,“1拍瓦的功率相當于每秒達到一千萬億焦耳的能量”。但超強超短激光里,1拍瓦的功率只有在數十飛秒(1飛秒相當于一秒的一千萬億分之一)的時間尺度存在。因此,雖然該激光脈沖的功率很高,但其能量較低。 

      冷雨欣指出,超強超短激光是目前已知的最高光強光源,為人類提供了前所未有的極端物理條件與全新實驗手段,“比如,超新星爆炸產生非常強的X射線輻射,包含宇宙起源的信息,對其研究原本要靠‘等’這類現象,但現在借助超強超短激光,可以模擬這么強的X射線源,在實驗室里研究天體物理和宇宙起源。” 

      超強超短激光的應用領域諸多:比如“質子照相”,對蜻蜓進行質子成像的分辨率達到微米量級,可完成對蜻蜓頭部、翅膀、腳、尾巴,甚至其內部結構的細節成像;飛秒強激光可以誘導人工降雨或降雪,相比利用機載或火箭發射撒播的干冰或碘化銀等作為催化劑進行人工降雨或降雪的方式,更為環境友好;超強超短激光還有望可以控制雷電等等。 

      SULF項目預計將首批建成3個用戶實驗終端,服務于物質科學與生命科學的研究,分別是:極端條件材料科學研究平臺、超快亞原子物理研究平臺、超快化學與大分子動力學研究平臺。 

      據悉,上海超強超短激光實驗裝置的研制已被納入上海建設具有全球影響力的科創中心、打造世界級重大科技基礎設施集群的首批重大項目,也將是上海張江綜合性國家科學中心的核心平臺之一。(完)

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