2018年10月2日，瑞典皇家科學(xué)院宣布了物理學(xué)諾貝爾將，由美國(guó)物理學(xué)家阿瑟·阿什金（Arthur Ashkin）、法國(guó)物理學(xué)家杰哈·莫羅（Gérard Mourou）和加拿大物理學(xué)家唐娜·斯崔克蘭（Donna Strickland）獲得。今天我們來(lái)淺析一下，為何杰哈·莫羅和唐娜·斯崔克蘭發(fā)明的啁啾脈沖放大技術(shù)能榮獲此獎(jiǎng)項(xiàng)。
2018諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
激光技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展，已經(jīng)不在只局限于切割，焊接，打標(biāo)等加工領(lǐng)域，以飛秒激光，超快激光等新型激光技術(shù)不斷涌現(xiàn)，激光技術(shù)也一直向著未知領(lǐng)域不斷的滲透著。而啁啾脈沖放大技術(shù)就是非常成功的例子。
啁啾脈沖放大技術(shù)原理
超短脈沖激光分支功率較高，直接放大時(shí)，能量增加后，峰值功率過(guò)高，會(huì)損傷光學(xué)鏡片及放大用的晶體等元件，需要在時(shí)域上將脈沖展寬到皮秒甚至納秒，降低峰值功率，這樣在放大過(guò)程中就降低了損傷元件的風(fēng)險(xiǎn)，而且由于脈寬變寬了，與泵浦激光的重合時(shí)間更長(zhǎng)，可以提取更多的能量。能量放大后將光斑擴(kuò)大，時(shí)域上再把脈寬寬度壓縮回到原來(lái)的超短狀態(tài)，這樣就既得到了短脈沖，又安全的獲得了高的單脈沖能量，實(shí)現(xiàn)了高峰值功率的超短脈沖激光。
啁啾脈沖放大技術(shù)的發(fā)明，極大地推進(jìn)了超短超快激光的發(fā)展和應(yīng)用，如今在國(guó)內(nèi)外的超大型激光裝置中都獲得了廣泛應(yīng)用。如果沒(méi)用CPA技術(shù)，飛秒激光可能只是曇花一現(xiàn)，難以有今天的局面。
啁啾脈沖放大技術(shù)原理
啁啾脈沖放大技術(shù)應(yīng)用
啁啾脈沖放大技術(shù)的誕生，可以說(shuō)是在激光領(lǐng)域中掀起了一常新的工業(yè)革命。這項(xiàng)技術(shù)物理量子領(lǐng)域起到廣泛的應(yīng)用，利用這項(xiàng)技術(shù)，物理學(xué)家制造出超高速相機(jī)，利用飛秒量級(jí)的脈沖對(duì)原子和分子進(jìn)行拍照，得以更好地洞察微觀世界中的秘密。
這項(xiàng)技術(shù)也極大的推動(dòng)了醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，超短超強(qiáng)激光脈沖可以精確地對(duì)包括生物物質(zhì)在內(nèi)的各種材料進(jìn)行高精細(xì)程度的切割，這種脈沖可以用于制造微米尺度的手術(shù)支架，可以用來(lái)擴(kuò)張和加固人體內(nèi)血管、尿道和其他通路；啁啾脈沖放大技術(shù)加強(qiáng)激光帶來(lái)的短脈沖可以以簡(jiǎn)單而不傷及眼球的方式來(lái)矯正視力。
“激光”成功問(wèn)鼎“諾貝爾”
