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5拍瓦到底有多强 上海超强超短激光研发突破解谜

发布时间:2019-04-19 09:33

  东方网记者解敏9月9日报道:近日,位于上海浦东张江高科技园区的中科院上海光机所-上科大超强激光光源联合实验室传来喜讯,上海超强超短激光实验装置(SULF)的预研工作取得重要阶段性进展,成功实现了5拍瓦激光脉冲输出,达到当前国际同类研究的领先水平。

  超强超短激光光源,是人类目前已知的最亮光源。激光光源能输出巨大能量,功率=功/时间=w/t,1瓦特(功率)=1焦耳/1秒。从这一公式可以看出,相同的功,做功时间越短,功率就会越大。当时间趋于无穷小时,功率就会趋于无穷大。对于1焦耳的能量,如果把激光的脉冲时间从1秒缩短到0.1秒,就得到了10瓦的功率。如果从1秒缩短0.001秒,就得到了1000瓦的功率。

  中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室主任冷雨欣告诉记者,1拍瓦等于1000万亿瓦,相当于全球电网平均功率的500倍。上海光机所成功实现的5拍瓦激光脉冲输出,在时间尺度上是飞秒(秒的一千万亿分之一)级别,其功率达到了5000万亿瓦级别。有了这个光源之后,就可以在实验室内产生可控的极端条件,澳门太阳城,可以进行一系列物理现象的研究。

  超强超短激光是国际激光科技的最新发展前沿和竞争重点领域,具有重大科技意义与应用价值。可用于研制台式化电子加速器和超快X射线源,对蛋白质中原子运动进行成像探测,揭示生命的奥秘;可用于研制激光质子刀,进行癌症的治疗;还可用于产生反物质,研究天体物理和宇宙起源,将来还可能用于真空结构和暗物质的探测。

  记者了解到,近年来,国际上多个国家先后投入巨资开展10拍瓦(1拍瓦=1千万亿瓦,相当于全球电网平均功率的500倍)级大型超强超短激光装置的研制,竞争异常激烈。欧盟支持的Extreme Light Infrastructure(ELI)项目计划于2018年建成10拍瓦激光用户装置,法国和英国也正在研制各自的10拍瓦激光装置,美、俄、日等则提出了百拍瓦级超强超短激光装置的研究设想。中科院上海光机所-上科大超强激光光源联合实验室对超强超短激光实验装置(SULF)的预研工作取得重要阶段性进展,成功实现了5拍瓦激光脉冲输出,SULF项目计划于2017年在国际率先实现10拍瓦激光输出目标。

  上海超强超短激光实验装置(SULF)的研制被纳入上海建设具有全球影响力的科创中心、打造世界级重大科技基础设施集群的首批重大项目,也将是上海张江综合性国家科学中心的核心平台之一。超强超短激光实验装置将不仅满足其自身研究需要,还将作为研发平台,向用户开放。实验装置首批将建成3个用户实验终端,服务于极端条件材料科学、超快化学与大分子动力学以及超快亚原子物理,面向国内外高校,科研机构和企业全面开放,并充分融入上海光源装置,形成多学科综合研究平台。