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上海光机所创新研发超短超强激光装置创纪录http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2005-03-27
近日,中科院上海光机所徐至展院士带领的研究组殊荣连连。他们自主创新研究与发展的“小型化OPCPA超短超强激光装置”,能在100万亿分之12秒里,迸发出相当于全球电网平均功率总量数倍的16.7太瓦(167亿千瓦)强大功率,超出国际同类研究整整10倍以上。 此类“超强超快激光”可产生迄今只在核爆中心、恒星内部或黑洞边缘才有的极端物理条件。掌握它的实验室获取手段,意味着中国在研究物理、材料、生命科学等领域,打开了一扇新的窗口。 1999年4月,该项目立项时,看好的人并不多。因为,尽管国际上初步的概念在1992年就被提出,但原理的开拓与发展,特别是技术方案的创新确立与成功实施还一片渺茫。日、美等国的著名实验室虽也竞相研究,却收效甚微。万一项目失败,首席科学家的科学信誉受损不说,上千万元投入也将“打水漂”,甚至会影响我国超短超强激光的持续创新发展。 但是,如果一旦成功,不仅能使基于全新原理的新一代超短超强激光的强度有数量级突破,还能打破传统方案产生的激光波长、宽度、强度等方面局限,大大拓展其应用前景。更关键的是,只有开拓发展新原理,中国才可能在这一领域另辟蹊径,后来居上。 OPCPA超短超强激光装置的原理,就是一束光经另一束同步光“加油”后再压缩,成为超短超强激光。两束光能否精确同步,是决定成败的重要因素之一。国际同行惯常思路,都从提高电子学方法的时间同步精度动脑筋,这好比尽量“同时”打开两只手电筒,时间差最多控制到100亿分之一秒量级,但难以做到。研究组提出“把同一只手电筒的光分成两股”的新思路,解决同步难题。测试证明,同步精度果然提高10倍以上。这成为自主创新成功的起点。 英、美、俄、日等国科研机构都与我国几乎同时开展OPCPA激光装置研究,研究组在徐至展的带领下埋头苦干,2002年3月,突破3.6太瓦;9月底接近10太瓦;10月达到“16.7太瓦”峰值…… 如今,徐院士和他的研究组已把眼光从10太瓦级(100亿千瓦)提升到拍瓦级(1万亿千瓦)。“竞争对手”美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室、英国卢瑟福实验室、日本大阪大学等也已将此列入研发计划。除去实验室研究,如何将新技术尽快服务社会,正成为研究组积极思考的问题,如利用OPCPA超短超强激光装置发出的新波段激光,提高飞秒激光雷达的“视力”和“视野”,改进监控大气污染的有效性,提供海洋探测新手段等。
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