POLARIS是全球最強(qiáng)大的全二極管泵浦固態(tài)激光器系統(tǒng)，能產(chǎn)生全球最高性能的激光脈沖。德國(guó)耶拿大學(xué)光學(xué)與量子電子學(xué)研究所教授Malte Kaluza帶領(lǐng)的一個(gè)研究小組，通過(guò)研究極大地提高了POLARIS的性能。這也是激光器首次能夠產(chǎn)生高達(dá)50焦耳能量的脈沖，比以往高達(dá)三倍。
50焦耳能量相當(dāng)于將重量大約為500克的物體抬離地面所需的能量，而將一杯水的溫度提高一度所需的能量則是它的17倍之多。而對(duì)于像POLARIS這種高性能的激光系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，50焦耳卻顯得微乎其微。Kaluza教授指出：“但是我們的激光系統(tǒng)能在極短的時(shí)間產(chǎn)生50焦耳的能量。”該激光脈沖持續(xù)時(shí)間為120飛秒。
耶拿大學(xué)的研究人員通過(guò)幾個(gè)月的研發(fā)才使得該激光系統(tǒng)達(dá)到了上述性能。
POLARIS最近使用的最大功率放大器使用了摻鐿氟化鈣晶體。通過(guò)激光輻射壓力形成的光學(xué)涂層材料也得到了進(jìn)一步優(yōu)化。Kaluza解釋道：“通過(guò)所有的這些改善，才使得我們能達(dá)到比以往任何時(shí)候都高得激光能量。”但是這位激光物理學(xué)家表示，54.16焦耳僅僅是個(gè)開始。
至于下一階段的發(fā)展，Kaluza計(jì)劃將POLARIS系統(tǒng)發(fā)射的激光脈沖的持續(xù)時(shí)間縮短到100飛秒以內(nèi)。減少持續(xù)時(shí)間并不是最終目的。Kaluza表示：“我們并非在尋求突破。”相反，研究的目的是尋求特定的用途。首先，激光是用來(lái)加速粒子的工具。“我們已經(jīng)在該領(lǐng)域進(jìn)行了第一批試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了更低脈沖能量和更長(zhǎng)的脈沖。而現(xiàn)在，我們很高興看到該粒子能量與更高激光能量以及更短激光脈沖的結(jié)合。”
例如，強(qiáng)烈高能離子輻射可被用于腫瘤治療。到目前為止，產(chǎn)生這種高能粒子需要非常大的技術(shù)努力。Kaluza教授表示：“鑒于我們目前能產(chǎn)生的激光脈沖能量，我們能通過(guò)類似POLARIS這種激光系統(tǒng)進(jìn)行提供粒子輻射，這樣也相對(duì)容易處理以及進(jìn)行管理。”
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