科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞
據(jù)最新一期《光學(xué)》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家研制出一款新型激光振蕩器，其產(chǎn)生的激光在平均功率和強(qiáng)度方面，均創(chuàng)造了此類(lèi)激光脈沖新紀(jì)錄。其平均功率高達(dá)550瓦，超出此前紀(jì)錄50%以上。
研究團(tuán)隊(duì)稱，這些激光脈沖的持續(xù)時(shí)間不足1皮秒，且能以每秒500萬(wàn)個(gè)脈沖的超高速度，有序從激光器中射出。這些超強(qiáng)且“壽命”超短的激光脈沖可用于材料加工、眼科手術(shù)、精密測(cè)量等諸多領(lǐng)域，也有望催生更精確的原子鐘。
中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師魏志義對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者解釋道，為制造出這些超短強(qiáng)激光脈沖，研究團(tuán)隊(duì)使用了“碟片”激光振蕩器。該振蕩器的核心部件是一個(gè)厚度僅100微米的薄碟片，其由摻雜鐿原子的晶體構(gòu)成。
最新研究基于兩項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新：首先是利用反射鏡的獨(dú)特排列方式放大激光腔內(nèi)的振蕩光。為此，研究團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)出一種特殊的反射鏡陣列，使光在激光腔內(nèi)循環(huán)往返多次放大。隨后，為將這些放大光轉(zhuǎn)化為高強(qiáng)度的超短脈沖，研究團(tuán)隊(duì)使用了“半導(dǎo)體飽和吸收鏡（SESAM）”。與普通反射鏡不同，SESAM的反射率會(huì)隨著光的強(qiáng)度而變化。當(dāng)光的強(qiáng)度超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，SESAM能夠高效地反射這些光，使激光從連續(xù)模式切換到脈沖模式。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人烏爾蘇拉·凱勒教授期待能進(jìn)一步將該脈沖壓縮到少周期范圍，這對(duì)于產(chǎn)生阿秒脈沖至關(guān)重要。阿秒級(jí)脈沖可幫助科學(xué)家更深入地觀察物質(zhì)內(nèi)部的超快物理現(xiàn)象，進(jìn)一步揭示微觀世界隱藏的奧秘。
研究團(tuán)隊(duì)希望，未來(lái)能夠利用該激光器，產(chǎn)生波長(zhǎng)比可見(jiàn)光或紅外光長(zhǎng)得多的太赫茲輻射，為材料測(cè)試開(kāi)辟新領(lǐng)域。
