上海率先在国际上实现5拍瓦超强超短激光

中新上海网9月9日电 (郑莹莹)来自中科院上海光机所-上海科技大学超强激光光源联合实验室的消息，上海超强超短激光实验装置(英文简称SULF)近日率先在国际上实现5拍瓦超强超短激光输出，计划于2018年建成世界首个10拍瓦超强超短激光装置。 

　　激光是继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的概念是爱因斯坦在20世纪初提出的。激光发展过程中，输出能量越来越高，同时激光脉冲(时间宽度)往窄压缩，超强超短激光由此诞生。 

　　目前，国际上多个国家投入巨资开展10拍瓦级大型超强超短激光装置的研制。欧洲是第一个“吃螃蟹的人”，欧盟于2012年启动ExtremeLightInfrastructure(ELI)项目，计划于2018年建成10拍瓦激光用户装置。法国和英国也正在研制各自的10拍瓦激光装置，美、俄、日等则提出了百拍瓦级超强超短激光装置的研究设想。 

　　10拍瓦的峰值功率，相当于全球电网平均功率的5000倍。中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室主任冷雨欣介绍说，“1拍瓦的功率相当于每秒达到一千万亿焦耳的能量”。但超强超短激光里，1拍瓦的功率只有在数十飞秒(1飞秒相当于一秒的一千万亿分之一)的时间尺度存在。因此，虽然该激光脉冲的功率很高，但其能量较低。 

　　冷雨欣指出，超强超短激光是目前已知的最高光强光源，为人类提供了前所未有的极端物理条件与全新实验手段，“比如，超新星爆炸产生非常强的X射线辐射，包含宇宙起源的信息，对其研究原本要靠‘等’这类现象，但现在借助超强超短激光，可以模拟这么强的X射线源，在实验室里研究天体物理和宇宙起源。” 

　　超强超短激光的应用领域诸多：比如“质子照相”，对蜻蜓进行质子成像的分辨率达到微米量级，可完成对蜻蜓头部、翅膀、脚、尾巴，甚至其内部结构的细节成像；飞秒强激光可以诱导人工降雨或降雪，相比利用机载或火箭发射撒播的干冰或碘化银等作为催化剂进行人工降雨或降雪的方式，更为环境友好；超强超短激光还有望可以控制雷电等等。 

　　SULF项目预计将首批建成3个用户实验终端，服务于物质科学与生命科学的研究，分别是：极端条件材料科学研究平台、超快亚原子物理研究平台、超快化学与大分子动力学研究平台。 

　　据悉，上海超强超短激光实验装置的研制已被纳入上海建设具有全球影响力的科创中心、打造世界级重大科技基础设施集群的首批重大项目，也将是上海张江综合性国家科学中心的核心平台之一。(完)