反差 超强、超快: 新式激光脉冲破碎寰宇记录

苏黎世联邦理工学院的究诘东谈主员仍是建树出一种激光器，不错产生迄今为止最强的超短激光脉冲。在改日反差，这种高功率脉冲不错用于精密测量或材料加工。

究诘东谈主员仍是建树出一种激光器，它不错产生极短的脉冲，峰值功率高达100兆瓦，平均功率为550瓦。

这是通过优化激光器中反射镜的摆列和矫正一种很是反射镜来罢了的，这种反射镜不错使激光辐射脉冲。

举例，在改日，这些破记录的激光脉冲可用于精准测量。

先进激光时间

当东谈主们意想激光时，他们粗拙会意想一束浩大的、通顺的光。这些类型的激光器确乎很常见，并做事于很多本体用途。然则，在科学和工业中，对激光的需求亦然至关贫困的，这种激光需要相配短的、热烈的脉冲。这些激光脉冲可用于塑造材料或产生延迟到X射线边界的高次谐波频率，有助于揭示阿秒级（十亿分之一秒）发生的历程。

破记录的激光脉冲

最近，苏黎世联邦理工学院量子电子学究诘所解释乌苏拉·凯勒（Ursula Keller）率领的一个究诘小组在这一规模得回了要紧突破。他们创造了有史以来由激光悠扬器产生的最浩大的激光脉冲，平均输出功率为550瓦，比之前的记录跳动50%以上。这些脉冲不仅相配浩大，而且相配少顷，握续时间不到一皮秒（百万分之一秒）。它们以每秒500万个脉冲的快速法例阵势辐射，每个脉冲的峰值功率高达100兆瓦，表面上足合计10万台真空吸尘器少顷供电。该团队的究诘约束发表在科学杂志《光学》上。

“这一记录是一段漫长而豪放东谈主心的旅程的约束，伴跟着很多意念念的激光物理学。”

乌苏拉·凯勒

激光缱绻的矫正

在往常的25年里，凯勒的究诘小组一直发奋于于握住矫正所谓的短脉冲圆盘激光器，其中激光材料由一个惟有100微米厚的薄片构成，其中含有镱原子的晶体。

一次又一次，凯勒和她的共事们遭逢了新的问题，这些问题领先回绝了能量的进一步加多。激光器里面不同部件被破损的壮不雅事件雷同发生。措置这些问题带来了新的看法，使短脉冲激光器（在工业应用中也很受接待）愈加可靠。

激光脉冲产生的更始

凯勒现实室的博士生莫里茨·塞德尔解释说：“咱们刻下仍是罢了的更高功率和5.5兆赫脉冲率的集结，是基于两项更始。”来源，他和他的共事们使用了一种很是的反射镜交接，使激光里面的光屡次穿过圆盘，然后再通过一个非耦合反射镜离开激光。塞德尔说：“这种安排使咱们大要极地面放大光，而不会使激光变得不踏实。”

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第二个更始与脉冲激光器的中枢部分关连：一种由半导体材料制成的很是反射镜，这种反射镜早在30年前就由凯勒发明了，它的缩写是SESAM（半导体可弥散经受镜）。与平常镜子不同，SESAM的反射率取决于入射光的强度。

多亏了SESAM

欺诈SESAM，究诘东谈主员联结他们的激光器发出短脉冲，而不是通顺光束。脉冲具有较高的强度，因为光能在较短的时间内逼近。要使激光器发出激光，其里面的光强必须突出一定的阈值。这便是SESAM推崇作用的方位：它反射仍是通过放大盘屡次的光，要是光强度高，服从非凡高。约束，激光自动参加脉冲阵势。

塞德尔说：“到刻下为止，咱们只可通过在激光器外部的几个单独的放大器发送较弱的激光脉冲来罢了与咱们刻下罢了的脉冲相配的功率。”这么作念的症结是，放大也会导致更多的噪声，对应于功率的波动，这会导致问题，非凡是在精密测量中。为了径直使用激光悠扬器产生高功率，究诘东谈主员必须措置一些难办的时间问题——举例，如安在SESAM反射镜的半导体层上附着一个薄的蓝相持窗口，这将大大提升反射镜的性能。“当它最终责任时，咱们看到了激光是怎么产生脉冲的 —— 这果然很酷，”塞德尔说。

替代应用和改日瞻望

乌苏拉·凯勒也对这些约束感到兴隆，并强调：“苏黎世联邦理工学院多年来的撑握以及瑞士国度基金对我的究诘的可靠资助，匡助我和我的合营者得回了这一伟大效果。咱们刻下还但愿大要相配有用地将这些脉冲裁减到几个周期，这关于创造阿秒脉冲相配贫困。”

凭证乌苏拉·凯勒的说法，这种新式激光器产生的快速强脉冲也不错应用于紫外线到X射线的新式频率梳，这可能会导致更精准的时钟。凯勒说：“我的渴望是有一天阐扬当然常数并不是恒定的。”此外，波长比可见光或红外光长得多的太赫兹辐射不错用激光产生，然后用于测试材料等。“一言以蔽之，咱们不错说，通过咱们的脉冲激光器，咱们仍是阐扬了激光悠扬器是基于放大器的激光系统的一个很好的替代决策，况兼它们大要罢了新的和更好的测量，”凯勒追念谈。

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