上海率先在國際上實現(xiàn)5拍瓦超強(qiáng)超短激光
中新上海網(wǎng)9月9日電 (鄭瑩瑩)來自中科院上海光機(jī)所-上�?萍即髮W(xué)超強(qiáng)激光光源聯(lián)合實驗室的消息,上海超強(qiáng)超短激光實驗裝置(英文簡稱SULF)近日率先在國際上實現(xiàn)5拍瓦超強(qiáng)超短激光輸出,計劃于2018年建成世界首個10拍瓦超強(qiáng)超短激光裝置。
激光是繼原子能、計算機(jī)、半導(dǎo)體之后,人類的又一重大發(fā)明,被稱為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。激光的概念是愛因斯坦在20世紀(jì)初提出的。激光發(fā)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)超短激光裝置的研究設(shè)想。
10拍瓦的峰值功率,相當(dāng)于全球電網(wǎng)平均功率的5000倍。中科院上海光機(jī)所強(qiáng)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(dāng)于每秒達(dá)到一千萬億焦耳的能量”。但超強(qiáng)超短激光里,1拍瓦的功率只有在數(shù)十飛秒(1飛秒相當(dāng)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(qiáng)超短激光是目前已知的最高光強(qiáng)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(chǎn)生非常強(qiáng)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(xiàn)象,但現(xiàn)在借助超強(qiáng)超短激光,可以模擬這么強(qiáng)的X射線源,在實驗室里研究天體物理和宇宙起源。”
超強(qiáng)超短激光的應(yīng)用領(lǐng)域諸多:比如“質(zhì)子照相”,對蜻蜓進(jìn)行質(zhì)子成像的分辨率達(dá)到微米量級,可完成對蜻蜓頭部、翅膀、腳、尾巴,甚至其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)成像;飛秒強(qiáng)激光可以誘導(dǎo)人工降雨或降雪,相比利用機(jī)載或火箭發(fā)射撒播的干冰或碘化銀等作為催化劑進(jìn)行人工降雨或降雪的方式,更為環(huán)境友好;超強(qiáng)超短激光還有望可以控制雷電等等。
SULF項目預(yù)計將首批建成3個用戶實驗終端,服務(wù)于物質(zhì)科學(xué)與生命科學(xué)的研究,分別是:極端條件材料科學(xué)研究平臺、超快亞原子物理研究平臺、超快化學(xué)與大分子動力學(xué)研究平臺。
據(jù)悉,上海超強(qiáng)超短激光實驗裝置的研制已被納入上海建設(shè)具有全球影響力的科創(chuàng)中心、打造世界級重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群的首批重大項目,也將是上海張江綜合性國家科學(xué)中心的核心平臺之一。(完)
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