上海光機所創新研發超短超強激光裝置創紀錄 (2005-04-01)
發布時間:2007-12-04
作者:
來源:新華
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近日,中科院上海光機所徐至展院士帶領的研(yán)究組殊榮連連。他們自主創新研究與發展的“小型化OPCPA超短(duǎn)超強激光裝置”,能在100萬億分之12秒(miǎo)裏,迸發出相當於全球電網平均功率總量數倍的16.7太瓦(167億千瓦(wǎ))強大功率,超出國際同類研究整整10倍以上。
此類“超強超快激光”可產生迄今隻在核爆中心、恒星內部或黑洞邊緣才有的極端物理(lǐ)條件。掌握它的實驗室獲取手段,意味著中國在研究(jiū)物(wù)理、材料、生命科學等領域,打開(kāi)了一扇新的窗口。
1999年4月,該項目立項時,看(kàn)好的(de)人並不多。因為,盡管國際上初步的概念在1992年就被提出,但(dàn)原理的開拓與(yǔ)發展,特別是技術方案的創新確立與成(chéng)功(gōng)實施還一片渺茫。日、美(měi)等國的著名實驗(yàn)室雖也競相研究(jiū),卻收(shōu)效甚微。萬一項目失敗,首席科學家的科學信譽受損不(bú)說,上千萬元投入也將“打水漂”,甚至(zhì)會影響我國超短超(chāo)強(qiáng)激光的(de)持續創新發展。
但是,如(rú)果一旦成功,不僅能使基(jī)於全新原理的新一代超短超強激光的強度有數量級突破,還能打破傳統方案產生的激光(guāng)波長、寬度、強度等方(fāng)麵局限(xiàn),大大拓展其應用前景。更關鍵的是,隻有(yǒu)開拓發展新原理(lǐ),中國才可能在(zài)這一領域另辟蹊(qī)徑,後來居上。
OPCPA超短超強激光裝置的原理(lǐ),就是一束光經另(lìng)一(yī)束同步光“加油”後再壓縮,成為超短超強激光。兩束光能否精確同步,是決定成敗的重要因素之一。國際同行(háng)慣常思路,都從(cóng)提高電子學方法的時間同步精度(dù)動腦(nǎo)筋(jīn),這好比盡量“同(tóng)時”打(dǎ)開兩隻手電筒,時間差最多控製到100億分之一秒量級,但難以做到。研究組提出“把同一隻手電筒的光分成兩股”的新思路,解決同步難題。測試證明,同(tóng)步精度果然提(tí)高10倍以上。這成為自主創新成功的起點。
英、美、俄、日等國科研機構都與我國(guó)幾乎同時開展OPCPA激光(guāng)裝置研究,研究組在徐(xú)至展的帶領下埋頭苦幹,2002年3月,突破3.6太瓦(wǎ);9月底接近10太(tài)瓦;10月(yuè)達到“16.7太瓦”峰值……
如今,徐院(yuàn)士和他的研究(jiū)組已(yǐ)把眼(yǎn)光從10太瓦級(100億千瓦)提升到拍瓦級(1萬億千瓦(wǎ))。“競爭對手”美國勞倫斯利弗(fú)莫爾國家實驗室、英國盧瑟(sè)福實驗室、日本大阪大學(xué)等也已(yǐ)將此列入研發計劃。除去實驗室研究,如何將新技術盡快服務社會,正成為研究組積極思考的問題(tí),如利用OPCPA超短超強激光裝置發出的(de)新波段(duàn)激光(guāng),提高飛秒激光雷達的“視力”和“視野(yě)”,改進監控大氣汙染的(de)有(yǒu)效性(xìng),提供海洋探測新手段等。