据《科学美国人》报道,劳伦斯-伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的一台新激光器全部调试成功,以1 赫兹(每秒1次)的频率发出功率1拍瓦的激光脉冲。1拍瓦 = 1015 瓦,即1,000,000,000,000,000瓦,约为全世界所有电站即时输出总功率的400倍。
伯克利实验室激光加速器(Berkeley Lab Laser Accelerator,BELLA)发出的脉冲极强但也极短。每个拍瓦脉冲仅持续40飞秒,即4x10-14秒。由于这台激光器每秒钟只有一个短暂脉冲,因此它的平均功率仅有40瓦,相当于一盏台灯的白炽灯的功率。
BELLA的这台装置并非第一台能压缩这样大功率的激光器。20世纪90年代劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的激光器便达到了1.25拍瓦的脉冲功率。德州大学奥斯汀分校有自己的高功率激光器,2008年其脉冲功率达到1.1拍瓦。但伯克利实验室声称,他们的激光器是最先以1赫兹的频率发射拍瓦脉冲的装置。 相比之下,德州的拍瓦激光器只能每小时发射一次满功率脉冲。
美国能源部计划利用这台高功率激光器,通过一种叫做激光尾波场加速的过程推动一个非常紧凑的粒子加速器以获得高能电子,将之用于对撞机、成像或医学应用。 人们已经用电子束在高速成像时产生X-射线扫描照明脉冲。高强度激光脉冲能电离气体中的原子,分离电子与质子形成等离子体。而等离子体中的激光雕刻波能扫除电子,把它们向外加速到接近光速。
据BELLA项目负责人韦姆·利曼斯称,该项目的第一批实验将让激光束穿过过一个长约1米的等离子体基装置,谋求加速电子束,令其获得100亿电子伏的能量。这台激光器本身不算小,占据了一间相当大的房间。与此相比,最近改弦易辙的斯坦福线形加速器中心用3.2公里长的加速器发射能量为500亿电子伏的电子束。
BELLA激光器系统由法国THALES公司研发制造,属于ALPHA 10激光器系列。东隆科技代理法国THALES公司激光器在中国的销售及服务。
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