世界上最强大的激光器:有助于洞悉宇宙是如何形成的

       欧洲正与美国等科学家正研制的世界上最强大的激光器,有助于研究人员洞悉宇宙是如何形成的。它叫做“高重频先进千兆兆瓦激光系统(HAPLS)”,将在欧洲捷克共和国部署安装,它能够在30飞秒(飞秒为10的负15次方秒)内产生30焦耳的能量,产生的功率峰值超过1拍瓦(10的15次方瓦),目前HAPLS激光系统的第一个关键部件“二级管泵固体激光器”由美国能源部劳伦斯·利弗莫尔实验室(LLNL)负责设计、建造,已经完成组装并被部署安装至捷克共和国的欧洲极端光基础设施(ELI)中,标志着这个巨大项目的第一阶段施工告一段落。

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  HAPLS能够在百万亿分之一秒内释放超强激光束,释放出的光比地球上所有发电站发出的光还要强大10万倍。因类似科幻电影《星球大战》中黑武士达斯·维达(DarthVader)的激光焊接基地而被昵称为“死星激光器”。 “二级管泵固体激光器”功率放大器将使用掺钕玻璃放大器板(这与美国国家点火装置相同),在10赫兹重频的情况下产生3.2兆瓦的镭射功率,其作用是为第 二个组成系统即“啁啾脉冲放大器短脉冲激光器”提供能量。在“二级管泵固体激光器”的输出端,利用频率转换器使频率加倍,从红外转变成绿光频率,以匹配短 脉冲激光器的吸收谱带要求。

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  HAPLS的短脉冲激光系统将使用掺钛蓝宝石作为放大介质,可从“二级管泵浦固体激光器”的能量转换成脉宽为30飞秒、能量为30焦耳、峰值功率超过1拍瓦的激光脉冲。

  HAPLS将安装在位于欧洲捷克共和国的欧洲极端光基础设施(ELI)中,该设施目前仍在建设当中。HAPLS两个激光系统由美国能源部劳伦斯·利弗莫尔实验室负责设计、建造和组装。HAPLS系统计划在2016年从美国运往欧洲,并将在2017年进行首次试验。

  HAPLS能够产生超短、高能激光脉冲,这种脉冲可以作为二次源产生电磁辐射(如高亮度X射线)或加速带点粒子(电子、质子或离子)。这种激光技术在物理、医学、生物学和材料科学领域都有应用。


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