中國超強超快激光的研發(fā)現(xiàn)狀
發(fā)布時間：2020-09-28 16:07
激光科技的最新前沿之一是超強超快激光。超強即超高的功率和功率密度（指單位面積上的功率），目前一個激光系統(tǒng)甚至可產(chǎn)生高達1015瓦的峰值功率，而全世界電網(wǎng)的平均功率只不過1012瓦數(shù)量級；超快即極短的時間尺度，目前激光脈沖最短不過幾個飛秒（10-15秒），光在1飛秒內(nèi)僅僅傳播0.3微米。玻璃加工的利器 | 超快激光器
近年來新型小型化超強超快激光技術的迅猛發(fā)展，為人類提供了全新的實驗手段與極端的物理條件。這種在實驗室中創(chuàng)造的極端物理條件，目前還只有在核爆中心、恒星內(nèi)部、或是黑洞邊緣才能找到。在當今超強超快激光技術已經(jīng)提供并將由于其進一步發(fā)展而能提供的越來越強并越來越快的光場條件下，激光與各種形態(tài)物質(zhì)之間的相互作用，將進入到前所未有的高度非線性與相對論性起主導作用的強場超快范圍，并將進一步把光與物質(zhì)的相互作用研究深入到更深的物質(zhì)層次，甚至光與真空的相互作用，由此開創(chuàng)了超強超快激光這一全新的現(xiàn)代科學技術前沿領域。
與整個激光器市場相比，超快激光器市場份額相對較小，但其增長速度卻是整個激光市場增長速度的兩倍。目前高精密加工需求正推動以飛秒和皮秒激光器為代表的超快激光器在工業(yè)市場上獲得越來越廣泛的應用。
據(jù)預測，到2020年，超快脈沖激光器的市場規(guī)模有望超過15億美元。兆瓦峰值功率、皮秒和飛秒脈沖寬度的超快激光器在3C產(chǎn)業(yè)（包括計算機、通信和消費電子產(chǎn)品如智能電話、平板電腦器件領域）、醫(yī)療（包括心臟支架加工、激光近視治療等）、航空航天等加工領域?qū)@得迅猛發(fā)展。
超快強激光在物質(zhì)微結(jié)構的制備與超快動力學行為的研究方面，包括超高時空光譜分辨新探測手段的開拓與應用也取得了顯著進展。如光泵-超快X射線衍射探針測量技術應用于單晶的超快晶格動力學研究已經(jīng)實現(xiàn)了皮秒-毫埃的超高時空分辨率；微爆炸和微聚合已使得人們有可能用超快強激光得到優(yōu)于衍射極限、小于光波長的材料處理精度， 在三維高密度數(shù)據(jù)存儲中帶來了新的應用。最近的實驗也已證實，利用飛秒強激光按微米的間隔，斷續(xù)照射含稀土元素釤微粒子的玻璃，加上多重波長重疊記錄技術，記錄密度可提高到1014比特/厘米3等。
相對而言，超強超快激光科學是一門非常年輕的新學科，正處在出現(xiàn)重大突破的前夜。展望21世紀，中國科學家可望在這一現(xiàn)代物理學乃至現(xiàn)代科學活躍的前沿領域中，做出重要建樹。這既是挑戰(zhàn)，更是難得的機遇。
