“大力神”激光器再升级，功率提升至3PW
2019-09-21 21:06:04 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，近日，密歇根大学超快光学科学中心（Center for Ultrafast Optical Science，CUOS，由2018年诺贝尔奖得主Gérard Mourou创立）的科学家们，获得了美国为最高功率激光器研发提供的奖金资助。
准备升级：CUOS的“大力神”激光器
据麦姆斯咨询报道，近日，密歇根大学超快光学科学中心（Center for Ultrafast Optical Science，CUOS，由2018年诺贝尔奖得主Gérard Mourou创立）的科学家们，获得了美国为最高功率激光器研发提供的奖金资助。
新的“ZEUS”（Zettawatt-Equivalent Ultrashort Pulse Laser System，Zettawatt等效超短脉冲激光系统）用户设施，现已获得美国国家科学基金会（NSF）提供的1600万美元资助，该项目是对CUOS现有的“大力神”激光器进行再升级，而该激光器目前的峰值功率已能够达到500TW。
ZEUS部分采用商用部件，将功率提升至3PW，甚至超过了劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）壮观的国家点火装置（NIF）发出的192束激光的额定功率。该项目预计于2023年9月完成。
双光束
该资金投入的目的是重新树立美国在全球高强度激光领域的主导地位。尽管LLNL于1996年发布的Nova激光器是世界上首个突破PW级门槛的激光器，但从那时起，就峰值功率而言，美国就开始落后于世界其它国家。
通过诺贝尔奖获得者Mourou和Donna Strickland在20世纪80年代在罗切斯特大学开发的啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification，CPA）技术，欧洲的极光基础设施（ELI）计划现已拥有两个10PW的设施，而中国已拥有5.3PW的激光器，并有建造100PW光源的宏伟计划。
CUOS的主任Karl Krushelnick在密歇根大学的一份新闻稿中说道：“这台激光器‘ZEUS’将拥有美国最高的峰值功率，并将在未来十年成为世界上最强大的激光系统之一。”
Krushelnick是NSF委派的ZEUS项目的首席研究员。NSF的项目摘要显示，计划中的设施将基于双光束激光系统，为美国和国际科学家提供新功能，每年将有30周专门用于外部用户实验。
该项目摘要中还解释了ZEUS的“zetawatt”元素是指由其两条光束之一产生的GeV能量电子束与petawatt激光脉冲碰撞后的相互作用。
“这种几何形状在电子束的静止坐标系中提供了相当于1021W功率的激光相互作用。”摘要中提到，“因此，它将探索关于相对论等离子体中非线性量子电动力学中基本但尚未解决的问题，包括非微扰量子辐射反应和正负电子对生成机制。”
癌症治疗
这种顶级高能物理术语大致可以解释为开启了从无到有创造物质和反物质的可能性，也称为“沸腾的真空”。然而，ZEUS激光器应该还具有很多其他优点，包括通过缩小产生质子束和放射性同位素所需的加速器尺寸，帮助患者更多地获得先进的癌症疗法。
其他应用还包括更好地检测集装箱中的核武器材料、对黑洞物理学的新见解，以及研究材料的前所未有的短时标表现能力。
或许与所有这些应用一样重要的是，ZUES最终还将被用于培养下一代激光科学家，其中多数人都将被期望继续为学术界、高科技行业和美国国家实验室效力。
NSF等离子体物理项目主任Slava Lukin评论道：“NSF支持的ZEUS用户设施将重建美国作为高强度激光科学领域的世界领导者，正如美国国家科学院最近所提及的那样。”
“不仅如此，它还将通过在大学实验室环境中重新创造一些宇宙中最强有力的光和粒子加速现象，帮助我们加深对宇宙的理解。”
延伸阅读：
相关热词搜索：激光器
上一篇：普密斯：为机器视觉“打造”4K高清变倍镜头
下一篇：Pico Zense杨洪涛：联手世界一流3D视觉供应链，打造全球一线品牌