2018年10月2日,瑞典(diǎn)皇家科學院宣布了物理學諾貝爾將,由美國物(wù)理學家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)、法(fǎ)國物理學家傑哈·莫羅(Gérard Mourou)和(hé)加拿大物(wù)理學家唐娜·斯崔克蘭(Donna Strickland)獲得(dé)。今天我們來淺析一下,為何傑哈·莫羅和唐娜·斯崔克蘭發明(míng)的啁啾脈衝放大技術能榮獲(huò)此獎項。

2018諾貝爾物(wù)理學獎
激光技(jì)術隨著時代的發展,已經不在隻局限於切割,焊接,打(dǎ)標等加工領域,以(yǐ)飛秒激光,超快激光等(děng)新型激光技術不斷湧現,激光技術也一直向著未知(zhī)領域不斷(duàn)的滲透著。而啁啾脈衝放大技術(shù)就是非常成(chéng)功的例子。
啁啾脈(mò)衝放大技術原理(lǐ)
超短脈衝(chōng)激光分支功率較高,直接放大時,能量增加後(hòu),峰值(zhí)功率過高,會(huì)損傷光(guāng)學鏡片及放大用的(de)晶體(tǐ)等元件(jiàn),需要在時域上將脈衝展寬到皮秒甚至納秒,降低峰值功率,這樣在放大過程(chéng)中就降低了損傷元件的風險,而(ér)且由於脈寬變寬了,與泵浦激光的(de)重合時間更長,可以提取(qǔ)更多的能量(liàng)。能量放大後將光斑擴大,時域上再(zài)把脈寬寬度壓(yā)縮回到原來的超短(duǎn)狀態,這樣就既得到了短脈衝,又安全的獲得了高的單脈衝能量,實現了高峰值功率的超短脈衝激光。
啁(zhōu)啾脈衝放大技術的發明,極大地推進了超短超快激(jī)光的發展和應用,如(rú)今在國內外的超大型激光裝置中都獲(huò)得了廣泛應用。如果(guǒ)沒用CPA技術,飛秒激光可能隻是曇花(huā)一(yī)現,難(nán)以(yǐ)有今天的局(jú)麵。

啁啾脈(mò)衝放大技術原理
啁啾脈衝(chōng)放大技術應用
啁啾脈衝放大技術的誕生,可以(yǐ)說是在(zài)激(jī)光領域中(zhōng)掀起了一常新(xīn)的工業革命。這(zhè)項技術物理量子領(lǐng)域起到廣泛的應用,利用這項(xiàng)技術,物理學家製造出超高速相機,利用飛秒量級的脈衝對(duì)原子和分子進行拍照,得(dé)以更好地洞察微觀世界中(zhōng)的秘密。
這項(xiàng)技術也極大的(de)推動了醫學的進步,超短超強激(jī)光脈衝(chōng)可以精確(què)地對包括生物物質在內的各種材料進行高精(jīng)細程度(dù)的切割,這種脈衝可以用於製造微(wēi)米尺度(dù)的手術支架,可(kě)以用來擴張和加固人體內血管、尿道(dào)和其他通路(lù);啁啾脈衝放大技(jì)術加強激光帶來的短脈衝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”