中国科技报 06月30日 02:12
[国 际] 超强激光脉冲实现单次全结构测量
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英国牛津大学等机构合作研发出一种开创性技术,首次实现了对超强激光脉冲的全结构单次测量。这项名为RAVEN的技术能够实时捕捉激光脉冲的完整形状、时间结构和对准情况,包括其偏振状态和内部复杂结构。该技术通过将激光束分割,并结合光学传感器和计算程序,实现了对激光脉冲的精确测量和调校。这项技术不仅革新了对光与物质相互作用的理解,还为高功率激光系统的优化和惯性聚变能装置的发展提供了新途径。

💡RAVEN技术是首次实现对超强激光脉冲的完整、实时捕捉,能够测量其完整形状、时间结构与对准情况,包括偏振状态和内部复杂结构。

🔬RAVEN技术原理是将激光束分成两部分,一部分用于测量激光颜色(波长)随时间的变化,另一部分通过双折射材料和微透镜阵列记录激光脉冲的波前形状与方向,最终通过光学传感器以单帧图像形式捕捉,并通过计算程序还原出完整的激光脉冲结构。

✅该技术已在德国ATLAS-3000拍瓦级激光装置上成功测试,首次在实时状态下观察到激光脉冲中此前无法测量的微小畸变与波前偏移(空间—时间耦合效应),并据此对激光器进行了精确调校。

🔥RAVEN技术为惯性聚变能装置提供了一种潜在的新路径,在聚变实验中,超强激光脉冲被用于加热等离子体,产生高能粒子并点燃聚变燃料,RAVEN或能为此提供所需的激光强度测量与控制手段。

    科技日报讯 (记者张佳欣)英国牛津大学联合德国慕尼黑大学和马克斯普朗克量子光学研究所发布了一项开创性技术,首次实现了对超强激光脉冲全结构的单次测量。研究团队表示,这项技术有望革新人们对光与物质相互作用的掌控方式,将在探索新物理、实现聚变能源等多个前沿领域带来深远影响。相关论文发表在新一期《自然·光子学》上。

    此次研究应用了电磁矢量近场实时采集(RAVEN)的全新单次测量诊断技术。借助该方法,研究团队能够在单次激光脉冲中,高精度测量其完整形状、时间结构与对准情况。

    这是首次实现对超强激光脉冲的完整、实时捕捉,连其偏振状态和内部复杂结构也一览无遗。这不仅为激光与物质相互作用的研究带来前所未有的洞察,还使高功率激光系统的优化成为可能,突破了以往的技术瓶颈。

    RAVEN技术原理是将激光束分成两部分。一束用于测量激光颜色(波长)随时间的变化而发生的变化。另一束则通过双折射材料(能分离不同偏振光)进入微透镜阵列,记录激光脉冲的波前形状与方向。最终,这些信息被专门的光学传感器以单帧图像形式捕捉,并通过计算程序还原出完整的激光脉冲结构。

    该技术已在德国ATLAS-3000拍瓦级激光装置上成功测试。实验中,研究团队首次在实时状态下观察到激光脉冲中此前无法测量的微小畸变与波前偏移(空间—时间耦合效应),并据此对激光器进行了精确调校。这些空间—时间耦合效应会显著影响超强激光实验的稳定性和精度。

    更重要的是,该技术为惯性聚变能装置提供了一种潜在的新路径。聚变实验中,超强激光脉冲被用于加热等离子体,产生高能粒子并点燃聚变燃料,而这一过程高度依赖于激光聚焦精度,RAVEN或能为此提供所需的激光强度测量与控制手段。

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