据最新一期《光学》杂志发表的一项研究,瑞士苏黎世联邦理工学院科学家研制出一款新型激光振荡器,其产生的激光在平均功率和强度方面,均创造了此类激光脉冲新纪录。其平均功率高达550瓦,超出此前纪录50%以上。
此次激光脉冲的持续时间不足1皮秒,且能以每秒500万个脉冲的超高速度,有序从激光器中射出。这些超强且“寿命”超短的激光脉冲可用于材料加工、眼科手术、精密测量等诸多领域,也有望催生更精确的原子钟。
中国科学院物理研究所研究员、博士生导师魏志义对科技日报记者解释道,为制造出这些超短强激光脉冲,团队使用了“碟片”激光振荡器。该振荡器的核心部件是一个厚度仅100微米的薄碟片,其由掺杂镱原子的晶体构成。
最新研究基于两项技术创新:首先是利用反射镜的独特排列方式放大激光腔内的振荡光。为此,研究团队巧妙设计出一种特殊的反射镜阵列,使光在激光腔内循环往返多次放大。随后,为将这些放大光转化为高强度的超短脉冲,团队使用了“半导体饱和吸收镜(SESAM)”。与普通反射镜不同,SESAM的反射率会随着光的强度而变化。当光的强度超过某个阈值时,SESAM能够高效地反射这些光,使激光从连续模式切换到脉冲模式。
团队期待能进一步将该脉冲压缩到少周期范围,这对于产生阿秒脉冲至关重要。阿秒级脉冲可帮助科学家更深入地观察物质内部的超快物理现象,进一步揭示微观世界隐藏的奥秘。
[来源:科技日报]
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