英國和韓國的科學(xué)家提出了一種產(chǎn)生激光脈沖的新方法，其功率是現(xiàn)有激光脈沖的1000多倍。

科學(xué)家們使用計(jì)算機(jī)模擬聯(lián)合研究，展示了一種壓縮光的新方法，以充分提高光的強(qiáng)度，從真空中提取粒子并研究物質(zhì)的性質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，三個(gè)小組共同制作了一種非常特殊的鏡子——這種鏡子不僅能反射光脈沖，還能及時(shí)將光脈沖壓縮兩百倍以上，并有可能進(jìn)一步壓縮。

斯特拉斯克萊德大學(xué)、UNIST和GIST的研究小組提出一個(gè)簡單的想法——利用等離子體密度梯度，等離子體是完全電離的物質(zhì)，使光子“聚集”，類似于一群拉開的汽車在遇到陡坡時(shí)聚集在一起。這可能會徹底改變下一代激光器，使其功率比現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)的功率增加一百萬倍以上。

在《自然·光子學(xué)》雜志上發(fā)表了等離子體中壓縮激光脈沖的新方法。

等離子體中脈沖壓縮的概念

世界上最高功率的激光器的峰值功率約為10拍瓦。就這一點(diǎn)而言，173拍瓦（173×10¹⁵W）的陽光到達(dá)地球高層大氣，其中約三分之一到達(dá)地球表面。一個(gè)拍瓦是10¹⁵W，一個(gè)exawatt是10¹⁸W，一個(gè)zettawatt是10²¹W。太陽產(chǎn)生的功率為4x10²⁶W或400,000 zettawatts。

高功率激光器產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間很短的光脈沖，通常為幾個(gè)飛秒（一飛秒為10^-15秒），這是通過使用一種稱為啁啾脈沖放大（CPA）的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。CPA涉及脈沖壓縮，它將激光脈沖能量集中在短時(shí)間內(nèi)，從而使其峰值功率增加許多數(shù)量級。

斯特拉斯克萊德大學(xué)物理系的迪諾·雅羅斯辛斯基教授說：“一個(gè)重要而基本的問題是，當(dāng)光強(qiáng)度超過地球上常見的水平時(shí)會發(fā)生什么。高功率激光使科學(xué)家能夠回答有關(guān)物質(zhì)和真空性質(zhì)的基本問題，并探索所謂的強(qiáng)度前沿。將太瓦特激光應(yīng)用于皮瓦特激光，使下一代激光等離子加速器得以發(fā)展，這種加速器比傳統(tǒng)加速器小數(shù)千倍。為科學(xué)家提供新工具正在改變科學(xué)研究的進(jìn)行方式。我們在斯特拉斯克萊德大學(xué)建立了蘇格蘭等離子加速器應(yīng)用中心（SCAPA），以推動基于高功率激光的應(yīng)用�！�