激光在現代科技與社會生產中的應用正越來越重要,也越來越廣泛,世界各國也都很注重這方面的發展。比如在今年5月21日,美國密歇根大學宣布其研發的澤塔瓦特級超短脈沖激光系統(ZEUS)在首次實驗中取得了突破性進展,成功產生了2拍瓦(2千萬億瓦)的功率,這一功率據稱超過了全球電力總輸出的100倍。著實讓人驚訝!
這一成就刷新了美國之前的紀錄,是美國在超強激光技術領域的一項新成就。但若把目光投向東方,會發現我國在這一領域同樣成就驚人,而美國如今達到的2拍瓦功率的激光,這一成就其實已經不夠看了。
先說一下美國的ZEUS激光系統,其研發由美國國家科學基金會資助,耗資1600萬美元。其核心組件包括注入鈦原子的7英寸藍寶石晶體,這些組件的制造歷時四年多,體現了極高的技術難度和工藝水平。
ZEUS項目經理弗蘭科·拜爾自豪地表示:“我們擁有的鈦藍寶石晶體規格,全世界僅有幾個。”這一系統的成功運行,標志著美國在超短脈沖激光技術方面又邁出了堅實的一步。
然而,與中國的激光技術相比,ZEUS的成就似乎顯得有些“小巫見大巫”。中國科學院上海光學精密機械研究所激光晶體研究中心在2017年就成功生產出國際最大尺寸的鈦寶石激光晶體(直徑235mm),并應用于上海超強超短激光裝置,實現了10.3拍瓦的激光放大輸出,是美國如今才達到的激光功率的5倍多。這一成果不僅刷新了世界紀錄,更為超高功率激光系統的設計提供了關鍵支撐。
上海超強超短激光試驗裝置項目自2016年立項以來,經過數年的緊張建設,于2020年12月28日順利通過驗收。在項目建設期間,該裝置多次打破世界紀錄,其中最為引人注目的是2019年12月7日獲得的激光中心波長為800納米、輸出能量404焦耳、重復頻率3分鐘/發次(較協議指標提升40倍)、壓縮后脈沖寬度達24.6fs、平均峰值功率11.7拍瓦(最高峰值功率12.9拍瓦)的驚人成果。
目前,中國最強的激光裝置是羲和激光裝置,其峰值功率已經達到了12.9拍瓦是在美國最新激光功率的6倍多,這一數字相當于全球電網平均功率的數千倍。
羲和激光裝置位于上海張江綜合性國家科學中心,自立項以來經過多次升級和優化,最終實現了這一世界紀錄級的成就。該裝置能夠在實驗室中創造出極端物理條件,具有廣泛的應用前景,包括臺式化加速器、超快化學、激光聚變、核物理與核醫學以及激光武器等領域。
與美國的ZEUS激光系統相比,中國的羲和激光裝置在功率上已經遠遠超越了前者。ZEUS的2拍瓦功率雖然令人矚目,但還不到羲和激光裝置峰值功率的1/6。這一差距不僅體現了中國在激光技術領域的領先地位,也預示著未來中國在這一領域將繼續保持強勁的發展勢頭。
展望未來,中國的激光裝置及研究計劃將繼續朝著更高功率、更短脈沖、更廣泛應用的方向發展。隨著技術的不斷進步和創新,相信中國將在激光技術領域取得更多舉世矚目的成就,為全球科技進步和人類社會發展做出更大的貢獻。
消息來源:《金融界》5月21日報道《美國2拍瓦超強激光器橫空出世!功率刷新美國紀錄,超100倍全球電力總輸出》
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.