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科技突破,最強雷射脈衝峰值,中國技術再次讓世界仰望

10月24日晚, 中科院上海光機所和上海科技大學超強鐳射光源聯合實驗室傳出喜訊:上海超強超短鐳射實驗裝置(SULF)的研製工作取得重大突破, 成功實現了10拍瓦鐳射放大輸出, 這是目前已知的世界最高雷射脈衝峰值功率, 達到國際同類研究的領先水準。

這是SULF裝置2016年8月實現5拍瓦國際領先成果之後再次取得重大進展。

鐳射是20世紀以來, 繼原子能、電腦、半導體之後, 人類的又一重大發明, 被稱為“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇異的鐳射”。 它的亮度約為太陽光的100億倍。 鐳射的原理早在 1916 年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現, 但直到 1960 年鐳射才被首次成功製造。 鐳射是在有理論準備和生產實踐迫切需要的背景下應運而生的, 它一問世, 就獲得了異乎尋常的飛快發展, 鐳射的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生, 而且導致整個一門新興產業的出現。

鐳射在軍事上的應用涉及到了雷達、測距、定向能武器、導彈、航空航太、電子對抗等方面。

鐳射最吸引人的軍事應用當屬於鐳射武器。 由於強雷射光束具有很強的燒蝕作用, 因而可以破壞制導系統、引爆彈頭和毀壞殼體、攔擊制導炸彈、炮彈、導彈、衛星、飛機、巡航導彈和破壞雷達、通信系統等。 鐳射摧毀衛星可由地面、空中和空間進行。 鐳射武器的威力強大, 命中率極高, 是真正意義上的"殺手鐧"。

鐳射偵察在軍事上佔有十分重要的地位。 利用雷射技術進行多光譜攝影(全息攝影), 可以識別偽裝目標。 由於各種物體對各種光的吸收和反射能力不同, 可以在底片上引起不同感光反應而實現對目標的偵察。 海灣戰爭中, 美國利用這一技術, 發現了伊拉克嚴密偽裝在樹林裡的坦克和導彈發射架。

而超強超短鐳射研究推動著鐳射科學、原子分子物理、等離子體物理、高能物理與核子物理等一批基礎與前沿交叉學科的開拓和發展。

同時這也將為相關戰略高技術領域的創新發展, 如高亮度新波段相干光源, 超高梯度高能粒子加速器、強場鐳射核醫學、聚變能源、精密測量等提供原理依據與科學基礎, 對其有著不可替代的強大推動作用。

超強超短鐳射, 一般是指峰值功率大於1太瓦(1太瓦=1萬億瓦), 脈衝寬度小於100飛秒(1飛秒等於1千萬億分之一秒)的鐳射。 此次成功實現的10拍瓦鐳射放大輸出, 則等於1億億瓦, 相當於全球電網平均功率的5000倍。 100飛秒是怎樣的瞬間呢?100飛秒相當於十萬億分之一秒, 即使每秒飛行30萬千米的光, 在這麼超短的時間內也只能走一根頭髮絲粗細的距離。 此次雷射脈衝寬度經過脈衝壓縮器壓縮後僅僅為21飛秒。

此次雷射脈衝寬度經過脈衝壓縮器壓縮後僅僅為21飛秒。

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