德州人建造世界上最强大的激光

科学家已经开启了世界上最强大的激光器,其强度是万亿分之一秒,是美国所有发电厂的2000倍。 。激光器的输出功率超过千瓦时,这是一个千万亿(1,000,000,000,000,000)瓦的功率。

在德克萨斯大学奥斯汀分校物理大楼的地下室,学校' s高强度激光科学小组制造了一种petawatt激光器,希望能够再现微型超新星等天文现象。

“我们可以将材料放入你可以在地球上进入的状态,”激光项目&#x27的经理Mikael Martinez说。 “你必须走出太空,与一颗爆炸的恒星一起出去观察我们计划在德克萨斯州观察到的东西。”

当科学家于3月31日开启激光时它成为世界上最强大的可操作激光器,但它还没有创造有史以来最强大的激光器的记录。至少再过几个月,这一荣誉属于劳伦斯利弗莫尔国家实验室现在建造的新型激光器。新星在1996年首次开启时产生了1.25千瓦的功率。马丁内斯说,他预计他的项目将在一年内打破这一记录,达到1.3至1.5千瓦之间。

下面,我们采取虚拟走过技术 - 放大器,压缩器和晶体 - 这使德克萨斯大小的激光器变得如此强大。

激光的功率,其输出功率以瓦为单位,取决于激光脉冲的能量,测量以焦耳为单位,除以持续时间,以秒为单位测量(在这种情况下为微小的一秒)。因此,为了获得高功率,您可以将能量调高或将相同数量的能量填充到较短持续时间的脉冲中 - 或者两者兼而有之。问题在于提高能量使得短脉冲变得更加困难。

这个问题的解决方案需要在1,500平方英尺的洁净室内安装Rube-Goldberg。世界上最强大的激光器在充满诗意的情况下开始使用“种子激光器”。这会产生几百飞秒的眩目能量纳米焦耳(那是' 10-15秒)。必须先通过一系列放大器,压缩器和担架才能在太阳内重建万亿分之一秒的条件。

。种子激光器运行通过所谓的担架。该装置使用衍射格栅,其作用类似于棱镜,用于标准光以将激光分离成其构成波长。实际上,这将脉冲从飞秒范围(10-15秒)延长到纳秒范围(10-9秒)。然而,这样做会使其能量从纳焦耳到微焦耳进一步降低。科学家们经历了这个过程,因为它使脉冲更容易在下一步操作:放大。

首先,在一个称为光学参量放大的过程中,使用特殊晶体的完全不同的激光对新拉长的种子脉冲进行榨汁。这将激光的功率一直带到一焦耳。然后,它击中了杆式放大器,这是一块24厘米长的玻璃片,用激光脉冲可以吸收的光线泵入。科学家们将激光器通过这些棒八次,使激光能量达到20焦耳。下面,我们看到所谓的“激光链”,绿色泵灯运行。

最后,该脉冲通过磁盘放大器供电,如下图所示。在这个放大器内部,两个玻璃盘用泵浦灯照亮,经过四次直通后,激光器达到约250焦耳的能量。

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