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啁啾脈沖放大技術(shù)為何能獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

信息來源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-10-26

2018年10月2日,瑞典皇家科學(xué)院宣布了物理學(xué)諾貝爾將,由美國物理學(xué)家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)、法國物理學(xué)家杰哈·莫羅(Gérard Mourou)和加拿大物理學(xué)家唐娜·斯崔克蘭(Donna Strickland)獲得。今天我們來淺析一下,為何杰哈·莫羅和唐娜·斯崔克蘭發(fā)明的啁啾脈沖放大技術(shù)能榮獲此獎(jiǎng)項(xiàng)。

                   2018諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
   激光技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展,已經(jīng)不在只局限于切割,焊接,打標(biāo)等加工領(lǐng)域,以飛秒激光,超快激光等新型激光技術(shù)不斷涌現(xiàn),激光技術(shù)也一直向著未知領(lǐng)域不斷的滲透著。而啁啾脈沖放大技術(shù)就是非常成功的例子。
啁啾脈沖放大技術(shù)原理
   超短脈沖激光分支功率較高,直接放大時(shí),能量增加后,峰值功率過高,會(huì)損傷光學(xué)鏡片及放大用的晶體等元件,需要在時(shí)域上將脈沖展寬到皮秒甚至納秒,降低峰值功率,這樣在放大過程中就降低了損傷元件的風(fēng)險(xiǎn),而且由于脈寬變寬了,與泵浦激光的重合時(shí)間更長,可以提取更多的能量。能量放大后將光斑擴(kuò)大,時(shí)域上再把脈寬寬度壓縮回到原來的超短狀態(tài),這樣就既得到了短脈沖,又安全的獲得了高的單脈沖能量,實(shí)現(xiàn)了高峰值功率的超短脈沖激光。
    啁啾脈沖放大技術(shù)的發(fā)明,極大地推進(jìn)了超短超快激光的發(fā)展和應(yīng)用,如今在國內(nèi)外的超大型激光裝置中都獲得了廣泛應(yīng)用。如果沒用CPA技術(shù),飛秒激光可能只是曇花一現(xiàn),難以有今天的局面。

                    啁啾脈沖放大技術(shù)原理
啁啾脈沖放大技術(shù)應(yīng)用
     啁啾脈沖放大技術(shù)的誕生,可以說是在激光領(lǐng)域中掀起了一常新的工業(yè)革命。這項(xiàng)技術(shù)物理量子領(lǐng)域起到廣泛的應(yīng)用,利用這項(xiàng)技術(shù),物理學(xué)家制造出超高速相機(jī),利用飛秒量級(jí)的脈沖對(duì)原子和分子進(jìn)行拍照,得以更好地洞察微觀世界中的秘密。
    這項(xiàng)技術(shù)也極大的推動(dòng)了醫(yī)學(xué)的進(jìn)步,超短超強(qiáng)激光脈沖可以精確地對(duì)包括生物物質(zhì)在內(nèi)的各種材料進(jìn)行高精細(xì)程度的切割,這種脈沖可以用于制造微米尺度的手術(shù)支架,可以用來擴(kuò)張和加固人體內(nèi)血管、尿道和其他通路;啁啾脈沖放大技術(shù)加強(qiáng)激光帶來的短脈沖可以以簡單而不傷及眼球的方式來矯正視力。
                                          “激光”成功問鼎“諾貝爾”
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