由數千個光纖雷射器的大規模陣列組成的革命性雷射系統

通過用光纖放大器和電信組件網絡代替通常為雷射器配備的單片式棒狀放大器，科學家旨在利用光纖雷射器的效率，可控性和高平均功率能力來產生高能量，高重複頻率的脈衝源。

ORC光纖拉絲塔

一個國際物理學家團隊提出了一種受電信技術啟發的革命性雷射系統，用於生產下一代粒子加速器，例如大型強子對撞機（LHC）。

國際相干放大網絡（ICAN）提出了一個新的雷射系統，該系統由成千上萬的光纖雷射器組成，既用於CERN實驗室的基礎研究，又用於質子治療和核such變等更實際的任務。

這項研究的結果今天發表在《自然光子學》上。

雷射可以在很短的時間內（以飛秒為單位）提供以皮瓦為單位的大功率能量爆發，或者是世界上所有發電廠功率的千倍。

緊湊型加速器對於醫學中的應用任務也具有重要的社會意義，例如使質子療法民主化以治療癌症的獨特方法，或者在某些情況下可以減少危險核廢料壽命的環境10萬年甚至幾十年甚至更少。

但是，有兩個主要障礙阻礙了高強度雷射在未來成為可行和廣泛使用的技術。首先，高強度雷射器通常僅以每秒一個雷射脈衝的速率運行，而在實際應用中則需要每秒運行數萬次。第二個原因是超強雷射器效率低下而臭名昭著，其產生的輸出功率僅為輸入功率的百分之一。由於實際應用將需要幾十千瓦至兆瓦的輸出功率，因此以如此低的效率生產這種功率在經濟上是不可行的。

為了彌合這種技術鴻溝，ICAN財團是由École理工學院發起和協調的，由歐盟資助的項目，由南安普敦大學的光電研究中心，耶拿和CERN以及世界各地的其他12個著名實驗室組成。利用光纖雷射器的效率，可控性和高平均功率能力來產生高能量，高重複率的脈衝源。

目的是取代通常為雷射器配備光纖放大器和電信組件網絡的常規單片式棒狀放大器。

負責該財團的ÉcolePolytechnique的GérardMourou表示：「今天證明的一個重要應用是，可以在很短的距離（以釐米而不是千米為單位）上將粒子加速轉化為高能，這與傳統技術一樣。當我們知道當今高能物理受到加速器的過大尺寸，數十公裡的尺寸和數十億歐元的成本的限制時，此功能至關重要。大量減少尺寸和成本對於高能物理的未來至關重要。」

ORC的Bill Brocklesby博士補充說：「用於高能物理的典型CAN雷射器可能使用數千根光纖，每根光纖都承載少量的雷射能量。它具有依靠經過良好測試的電信元件（例如光纖雷射器和其他組件）的優勢。由於雷射二極體泵浦，光纖雷射器具有出色的效率。它還提供了更大的表面冷卻面積，因此可以實現高重複率操作。

「最嚴格的困難是將雷射調相到一個波長的一小部分內。這個困難似乎無法克服，但實際上已經解決了一個主要障礙：概念的初步證明表明，可以控制數千根光纖，以提供足夠強大的雷射輸出，從而以10 kHz的重複頻率將電子加速為幾GeV的能量–改善了至少是當今最先進雷射器的一萬倍。」

這種組合的光纖雷射系統應提供必要的功率和效率，從而可以經濟地生產相對於幾百米的毫米長度的相對論質子大通量。

這種來源在社會上的一項重要應用是將目前數十萬年的半衰期的核反應堆的廢物轉化成壽命短得多的材料，其使用壽命長達數十年之久，從而發生了巨大的變化核廢料管理問題。CAN技術還可在醫學領域（例如質子治療）中找到重要的應用，在這些領域中，光纖技術的可靠性和耐用性可能是決定性的特徵。