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超快超強雷射及其科學應用發展趨勢研究
唯有利用超強雷射,人類方可在實驗室中產生宇宙星體內部和原子核內部才有的極端物理條件。利用低重複頻率超高峰值功率超強雷射,可在實驗室中研究雷射粒子加速、光核物理、伽馬光–光對撞等微觀尺度的前沿物理問題,也可在宏觀尺度上研究超新星爆發、太陽耀斑、黑洞吸積盤噴流等天體物理現象,還可研究引力波、暗物質、真空物理等拓展人類未知的前沿基礎科學。
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物理所「阿秒雷射脈衝的產生與測量裝置」通過成果鑑定
中國科學院物理研究所光物理重點實驗室在多年研究的基礎上,利用自己組建的阿秒雷射產生與測量裝置成功地獲得了單個阿秒雷射脈衝。3月19日,該項研究成果通過了由中科院組織的專家鑑定。 阿秒雷射脈衝(1阿秒=10-18秒,為千分之一飛秒,1飛秒為千萬億分之一秒)是目前人們所能控制的最短時間過程,可以用來測量原子內繞核運動電子的動態行為等超快物理現象。自本世紀初誕生以來,已在凝聚態物理、原子分子物理、X射線雷射物理、化學等方面取得了系列重大應用突破。
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探秘雷射 中國科學院院士李儒新解讀超強超短雷射
超強超短雷射一般指峰值功率大於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)的雷射。「家用燈泡功率一般是幾瓦至幾十瓦,而超強超短雷射一瞬間的功率能達到十億瓦甚至一百億瓦。」李儒新生動地介紹,超強超短雷射的最大特點是「強」和「短」,「短」是指時間上非常短,很快。
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雷射領域中國領先世界的技術盤點|雷射脈衝|院士|聲子|雷射|非線性...
據了解,《物理評論⋅應用》期刊編輯認為,這一工作「特別有趣、重要和明晰」,由此作為了該期刊這一期的「編輯推薦文章」,並在網站首頁置頂發布。3超高功率雷射脈衝輸出2016年,上海張江綜合性國家科學中心超強超短雷射實驗裝置研製工作取得重要進展:成功實現了5拍瓦雷射脈衝輸出,達到國際領先水平。該如何理解5拍瓦雷射脈衝輸出呢?
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上海光機所接力奮鬥54年 研製「最強韌」雷射薄膜
這表明,中國能生產出世界上最「強韌」的雷射反射薄膜,為中國在高功率雷射裝置、超強超短雷射等領域走到世界前沿,突破了一項「卡脖子」的技術。為了這一天,上海光機所的這群「薄膜人」接力奮鬥了54年。 從納秒到飛秒,雷射「血管」強韌度不斷挑戰極限 讓具有強大能量的雷射,能按照科學家的意願,有序地奔赴靶點,是高功率雷射反射薄膜的「獨門功夫」。
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屢破世界紀錄的超強超短雷射有多強?
人類想要探索太空,拿到探索宇宙的鑰匙,就必須要掌握目前人類所能創造的最強光源技術—超強超短雷射。2017年10月,中國上海超強超短雷射實驗裝置成功實現了10拍瓦雷射放大輸出,達到國際同類研究的領先水平。到底超強超短雷射有多強?
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科學家的浪漫,用超強超短雷射在頭髮絲上刻字
第二大特點是超短,雷射的脈寬特別短,這裡的脈寬是指雷射存在的時間可以達到飛秒量級,1飛秒等於一千萬億分之一秒。大家看到這個數據可能心裡會有很多疑問,既然它是全球電網平均功率的4000倍,是不是雷射開啟之後全球就沒有電了呢?其實並不是這樣的。 我們在這裡給出來的是功率的概念,而電量的概念是功率乘以時間。前面說過雷射的另一大特點就是超短。這麼大的功率乘以那麼小的飛秒時間尺度,得到的電量並不是很大,所以雷射開啟之後,全球仍然有電。
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物理所承辦第十屆國際超快光學會議
本屆會議由中國科學院物理研究所承辦,中科院物理所研究員魏志義和美國羅切斯特理工大學副教授喬潔(Jie Qiao)擔任共同主席,法國波爾多大學教授Eric Cormier和美國中佛羅裡達大學教授常增虎(Zenghu Chang)擔任會議程序委員會主席。
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產生反物質的雷射有多強?
出品:科普中國 製作:寒木釣萌團隊 監製:中國科學院計算機網絡信息中心 近日,「中科院上海光機所利用超強超短雷射成功產生反物質」這則新聞廣為傳播。這是國內首次報導利用雷射產生反物質。不過,很多網友在被「反物質」一詞吸引的同時,卻忽略了背後另一個更重大且更有意義的成就——中國在「超強超短雷射」上的一些突破。
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飛秒雷射的「妙手」之下,微光學元件實現功能多樣化
在軍事領域被用於研製生產如熱成像裝置、紅外掃描裝置、飛彈引導頭、微光夜視頭盔以及各種變焦鏡頭等軍用光電系統。在普通民用領域中,自由非球面零件可以大量地應用到各種光電成像系統中,如攝像機的變焦鏡頭、各種顯示系統以及醫用內窺鏡等。隨著人們對微光學元件的不斷研究,提出了多種製備方法,如雙光子聚合、半導體光刻工藝、電子束刻蝕、金剛石車削、飛秒雷射直寫以及輔助刻蝕等。
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上海光機所「神光」驅動器升級裝置高能皮秒拍瓦雷射系統
隨後,在當年成功開展了兩輪包括氣體靶、平面靶和錐形靶等相關物理實驗。2015年9月為了開展我國首次「快點火」集成物理實驗打靶工作,「神光」驅動器升級裝置八路納秒系統與高能拍瓦雷射系統完成了首次組合實驗。
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硬X射線自由電子雷射裝置啟動建設
來源:人民日報近日,在毗鄰上海科技大學的張江綜合性國家科學中心核心地帶,總投資近百億元的硬X射線自由電子雷射裝置項目5號實驗井樁基啟動。粒子運動非常快,人類一直難以看清它們怎樣運動,硬X射線自由電子雷射裝置破解了這一難題。「該裝置類似一臺『高速超清攝像機』,可以給分子、原子、電子『拍電影』,在飛秒尺度的時間內,以高解析度捕捉微觀世界瞬時運動圖像,通過慢速回放,讓科學家弄清複雜化學反應的詳細過程。」上海科技大學黨委書記、硬X射線自由電子雷射裝置項目總經理朱志遠說。
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跟蹤超快雷射的前沿領域和技術趨勢
而鎖模技術可以實現脈衝寬度短至皮秒和飛秒的脈衝。雷射技術出現後不久,研究人員就通過主動和被動方式已實現鎖模技術,但當時鎖模所鎖定的模式很少,寬度很寬。在染料鎖模雷射出現以前,調Q技術和主動鎖模技術能夠提供納秒及百皮秒量級的超短脈衝。
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上海光機所李儒新研究員、上海有機所俞飈研究員
李儒新,上海光機所所長,主要從事雷射科技領域中的超強超短雷射及其前沿應用研究,近年來在飛秒(10-15s)拍瓦(1015W)級超強超短雷射裝置的成功研製和強場超快極端非線性光學研究取得重要科學發現。在飛秒拍瓦級超強超短雷射研究中,李儒新解決了雷射系統高增益放大等技術難題,2007年研製成功當時世界最高峰值功率的飛秒雷射系統;利用該雷射裝置又在雷射高能電子加速研究中取得重要突破,被遴選為2011年中國科學家具有影響力的工作之一;在強場超快極端非線性光學研究方面,提出並實驗證實利用精密操控波形雷射場實現亞周期時間尺度電子軌道相干控制,從而產生極短的阿秒(10-18s)脈衝和實現阿秒啁啾動態補償等新機制
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硬X射線自由電子雷射裝置:能給分子拍電影
XFEL可以捕捉微觀世界的瞬時圖像,並可慢速回放,讓科學家弄清其中的奧秘,因而成為各國爭相研製的一大科研利器。我國迄今為止投資最大的重大科技基礎設施項目———硬X射線自由電子雷射裝置(XFEL)最近獲批啟動。選址上海張江綜合性國家科學中心核心區域,這個總長3.1公裡的裝置,將建設埋深約30米的地下隧道,沿浦東新區羅山路,一直延伸到上海科技大學園區。
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諾貝爾物理學獎頒給雷射物理 4家公司最被看好
自由電子雷射的工作介質是自由電子,因此稱為自由電子雷射,具有一系列已有雷射光源無法替代的優點。例如,頻率連續可調、頻譜範圍廣、峰值功率和平均功率高且可調、相干性好、偏振強、時間結構可控等。X射線雷射不僅可用於解開病毒和細胞原子結構之謎,而且可用於在納米粒子中製作三維圖像、記錄化學反應並觀察粒子內部的反應過程,有助於新藥和新材料的研發。
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「硬X射線自由電子雷射裝置...
「硬X射線自由電子雷射裝置」在上海啟動建設 今天上午,「硬X射線自由電子雷射裝置」建設啟動儀式於上海科技大學舉行。這標誌著,國內迄今為止投資最大、建設周期最長的國家重大科技基礎設施項目——硬X射線自由電子雷射裝置自此邁入全面建設時期。
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皮秒/飛秒雷射器研究項目立項
光電信息學院雷射加工國家工程研究中心通過精心組織,在「增材製造與雷射製造」重點專項領域獲批兩項國家重點研發計劃課題。雷射加工國家工程研究中心彭家暉教授參與,武漢華日精密雷射股份有限公司牽頭申報的國家重點研發計劃項目《工業級皮秒/飛秒雷射器關鍵技術研究及產業化》獲得科技部批准立項,得到中央財政專項經費5118萬元支持,彭家暉教授負責的子課題《飛秒種子源技術及放大技術》獲得其中511.8萬元的支持。
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蘇黎世聯邦理工學院成功研發飛秒雙梳Yb: CaF 2雷射器
然而,由於高成本因素和複雜的實驗裝置,這種系統在工業和現場可部署應用方面受到限制,因此通常使用一對鎖定的飛秒雷射器來解決。來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院量子電子研究所物理系開發出一種新方法實現了由單個雷射器來創建兩個發射高功率飛秒脈衝的高功率光學頻率梳,為可攜式雙梳狀光源在光譜學和精確距離測量等應用領域鋪平了道路。