POLARIS是全球最強大的全二極管泵浦固態(tài)激光器系統(tǒng)，能產(chǎn)生全球最高性能的激光脈沖。德國耶拿大學光學與量子電子學研究所教授Malte Kaluza帶領的一個研究小組，通過研究極大地提高了POLARIS的性能。這也是激光器首次能夠產(chǎn)生高達50焦耳能量的脈沖，比以往高達三倍。
50焦耳能量相當于將重量大約為500克的物體抬離地面所需的能量，而將一杯水的溫度提高一度所需的能量則是它的17倍之多。而對于像POLARIS這種高性能的激光系統(tǒng)來說，50焦耳卻顯得微乎其微。Kaluza教授指出：“但是我們的激光系統(tǒng)能在極短的時間產(chǎn)生50焦耳的能量。”該激光脈沖持續(xù)時間為120飛秒。
耶拿大學的研究人員通過幾個月的研發(fā)才使得該激光系統(tǒng)達到了上述性能。
POLARIS最近使用的最大功率放大器使用了摻鐿氟化鈣晶體。通過激光輻射壓力形成的光學涂層材料也得到了進一步優(yōu)化。Kaluza解釋道：“通過所有的這些改善，才使得我們能達到比以往任何時候都高得激光能量。”但是這位激光物理學家表示，54.16焦耳僅僅是個開始。
至于下一階段的發(fā)展，Kaluza計劃將POLARIS系統(tǒng)發(fā)射的激光脈沖的持續(xù)時間縮短到100飛秒以內(nèi)。減少持續(xù)時間并不是最終目的。Kaluza表示：“我們并非在尋求突破。”相反，研究的目的是尋求特定的用途。首先，激光是用來加速粒子的工具。“我們已經(jīng)在該領域進行了第一批試驗，實現(xiàn)了更低脈沖能量和更長的脈沖。而現(xiàn)在，我們很高興看到該粒子能量與更高激光能量以及更短激光脈沖的結合。”
例如，強烈高能離子輻射可被用于腫瘤治療。到目前為止，產(chǎn)生這種高能粒子需要非常大的技術努力。Kaluza教授表示：“鑒于我們目前能產(chǎn)生的激光脈沖能量，我們能通過類似POLARIS這種激光系統(tǒng)進行提供粒子輻射，這樣也相對容易處理以及進行管理。”
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