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科学家发明飞秒激光 瞬时功率可达百万亿瓦

2012年05月29日09:31腾讯科技[微博]古木/编译我要评论(0)
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[导读]飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒。飞秒就是1/1000万亿秒,它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍,是人类目前在实验室条件下所能获得的最短脉冲。

腾讯科技讯(古木/编译)据国外媒体报道,激光曾被视为神秘之光,但现在已被人类广泛使用。近年来,科学家研究发明了一种更为奇特的激光——飞秒激光。

飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒。飞秒就是1/1000万亿秒,它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍,是人类目前在实验室条件下所能获得的最短脉冲。飞秒激光具有非常高的瞬时功率,可达到百万亿瓦,比目前全世界发电总功率还要多出近百倍。飞秒激光的第三个特点是,它能聚集到比头发丝还要小的空间区域,使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高好几倍。

飞秒激光的上述特性,主要是通过四个步骤实现的:在振荡器内,利用一种特殊技术,获得飞秒激光脉冲;由展宽器将这个飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开;再经放大器使这一展宽脉冲获得充分能量;压缩器把放大后的不同成分的光谱再汇聚到一起,恢复到飞秒宽度,从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。

飞秒激光能像照相机一样,用足够短的“快门”来捕捉分子运动和变化的瞬间行为信息。因此,飞秒激光技术在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中有广泛的应用。

物质在高强度飞秒激光的作用下,由固态、液态或气态物质瞬间变成等离子体,并辐射出各种波长的射线激光。高功率飞秒激光与电子束碰撞,能够产生X射线飞秒激光,产生β射线激光,产生正负电子对。

由于飞秒激光具有快速和高分辨率等特性,所以在病变早期诊断、医学成像和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。

比如高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。它可以击穿大气,从而制造放电通道,实现人工引雷,避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成灾难性破坏。

飞秒激光也是未来能源的选择之一。利用飞秒激光能非常有效地加速电子,使加速器的规模得到上千倍的压缩。高功率飞秒激光与物质相互作用,能够产生足够数量的中子,实现激光受控核聚变的快速点火,从而为人类实现新一代能源开辟新途径。

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[责任编辑:quarkqiao]
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