激光压缩机(laser compressor)

　　据美国《连线》杂志报道，美国德克萨斯州大学的科学家研制出世界上功率最强大的可操作激光，这种激光每万亿分之一秒产生的能量是美国所有发电厂发电量的2000倍，输出功率超过1 皮瓦——相当于10的15次方瓦。

　　超级激光是在德州大学奥斯汀分校的物理学大楼问世的，它的打造者——德州大学的高强度激光科学研究组希望，利用这种功率达皮瓦的激光“再造”迷你版的超新星等天文现象。超级激光项目负责人麦卡尔·马丁尼兹表示：“我们可以让材料进入一种极端状态，这种状态在地球上是看不到的。我们打算在德州观察的现象相当于进入太空观察一颗正在爆炸的恒星。”

　　3月31日，德州大学科学家正式启动这种皮瓦级超级激光，世界上威力最大的可操作激光就此浮出水面，但它并没有拿到已研制的威力最大激光的头衔。至少在几个月时间里，这份殊荣还是要归于劳伦斯·利弗莫尔国家实验室打造的已被束之高阁的“新星”激光，这种激光第一次启动是在1996年。马丁尼兹说，希望他的项目能够在2008年打破这一纪录，也就是说，让激光的功率达到1.3皮瓦到1.5皮瓦之间。

　　下面，就向读者介绍一下，德州大学科学家如何利用放大器、压缩机、晶体等技术让这种激光变得更为强大。激光的输出功率由激光脉冲的能量(单位为焦耳)和持续时间(单位为秒)决定。为了获得更高的输出功率，你可以提高脉冲能量或者将同等能量置于持续时间更短的脉冲，当然了，你也可以采取“双管齐下”的方式。但问题是，提高能量意味着更难于获得短脉冲。为了解决这个问题，科学家需要在一个1500平方英尺的净室内操作一套颇有点“大题小做”的装置。

　　实际上，世界上威力最大的激光最初就像一个软弱无力的病人，我们可以将它的最初状态形象地称之为“种子激光”。种子激光只能产生1毫微焦耳能量，持续时间也不过数百飞秒(10到15秒)。为了实现“自我提高”，它必须穿过一系列的放大器、压缩机和延伸器，在此之后，科学家才能利用它“重建”太阳内部结构，持续时间为一万亿分之一秒。

　　延伸器利用衍射光栅——工作方式与棱镜处理标准光类似——将激光分离成不同波长。这么做可以延长脉冲——从飞秒尺度(10到15秒)延长到毫微秒尺度(10到9秒)。但与此同时，它也会降低脉冲的能量——从毫微焦耳降至皮焦耳。科学家之所以上演这一过程的原因在于：能够在下一步操作(放大)中更容易地处理脉冲。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　２　下一页