近日中國上海的一支研究團(tuán)隊(duì)宣布，他們?cè)诩す饧夹g(shù)領(lǐng)域取得了突破。這個(gè)由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所負(fù)責(zé)的名為“超強(qiáng)激光站（SEL）”的項(xiàng)目，已經(jīng)奠定了到2023年用高功率激光器輸出100拍瓦功率的基礎(chǔ)（1拍瓦等于1000兆瓦）。這種脈沖將比全球電網(wǎng)的發(fā)電總和強(qiáng)10000倍，相當(dāng)于10個(gè)太陽到地球的輻射功率匯聚在1根頭發(fā)絲上。目前該激光器輸出的最大功率是10拍瓦，但是是通過多條光束實(shí)現(xiàn)的。

這種量級(jí)的能量輸入很容易損壞激光器的光學(xué)部件，比如晶體、透鏡和反射鏡。為了解決這個(gè)問題，科學(xué)家們會(huì)將輸入光束先進(jìn)行色散，使不同顏色光束各自的功率降低到硬件可以承受的程度。不過到最后，這些光束必須再次被壓縮成單一光束，而這種壓縮多年以來一直是歐洲、俄羅斯和美國研究人員在努力攻克的主要障礙。

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參與SEL項(xiàng)目的科學(xué)家劉軍（音譯）解釋稱：“當(dāng)輸入這個(gè)量級(jí)的能量時(shí)，壓縮機(jī)會(huì)立即燃燒起來?！痹诮衲?月于《光學(xué)快訊》（Optics Express）雜志上發(fā)表的19頁論文中，該團(tuán)隊(duì)提出了一種新的高功率激光器設(shè)計(jì)方案，建議將壓縮過程步驟分解，從而將能源強(qiáng)度降低到對(duì)壓縮機(jī)而言安全的水平。

該研究項(xiàng)目耗資約1億美元，最初計(jì)劃使用4束激光束實(shí)現(xiàn)所需的輸出功率。然而有了新技術(shù)后，1束光束就足夠了。劉軍表示：“光束越少，設(shè)備就越簡單。設(shè)備越簡單，制造和操作就越容易?！边@將顯著提高激光脈沖的質(zhì)量和穩(wěn)定性，該設(shè)備應(yīng)將在2023年至2025年之間投入運(yùn)行。

SEL項(xiàng)目于2018年成立，旨在為深入探索尚未完全破譯的物理現(xiàn)象提供可能性，比如時(shí)空的本質(zhì)。據(jù)說SEL激光器的威力足以直接從太空真空中催生出物質(zhì)和反物質(zhì)，人們可以由此在地球上的實(shí)驗(yàn)室中了解宇宙誕生的過程。

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真空從來都不是真的“空”：它充滿了成對(duì)的電子和正電子，亦即物質(zhì)和反物質(zhì)的粒子。然而它們一旦碰撞，就會(huì)相互湮滅。但根據(jù)研究人員的報(bào)告，激光可以干預(yù)這一過程，在物質(zhì)和反物質(zhì)粒子碰撞之前將它們分開，從而使粒子和反粒子“憑空出現(xiàn)”，這種現(xiàn)象被稱為“打破真空”。這將會(huì)成為令人印象深刻的、物質(zhì)和能量可以互相轉(zhuǎn)換的證據(jù)，正如愛因斯坦著名的E = mc²方程所闡釋的那樣。

除了探索新知識(shí)之外，激光還可以投入實(shí)際應(yīng)用，例如在核聚變能領(lǐng)域。核武器的存在已經(jīng)證明物質(zhì)可以被轉(zhuǎn)化為大量的熱和光，但反過來，將熱和光轉(zhuǎn)化為物質(zhì)要困難得多。如果這方面能取得成功，一個(gè)新的物理學(xué)分支，即所謂的“核光子學(xué)”，可能會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)從起步階段發(fā)展起來。

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中國科學(xué)家們也在激光技術(shù)的其他領(lǐng)域取得了根本性的進(jìn)展。今年3月，中科大的一組研究人員宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種激光技術(shù)，可用于識(shí)別1公里以外的隱藏物體。在這一被稱為“非視距成像（NLOS）”的過程中，激光從周圍物體散射到隱藏物體上，隨后可通過數(shù)據(jù)和算法重建該物體的3D模型。這使得檢測視野外、角落或障礙物后面的物體成為可能。

中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)能夠在上海的一所大學(xué)校園里隔著1.43公里辨認(rèn)出一個(gè)隱藏的人體模型。在此以前，非視距成像的成功距離只是米級(jí)，因?yàn)楣庠陂L距離傳播時(shí)受到的環(huán)境雜散光和空氣顆粒物影響更大，這反過來又會(huì)給傳感器帶來混淆。現(xiàn)在，這些研究人員的裝置還能夠區(qū)分相距僅9.4厘米的不同物體，或者使用兩個(gè)額外的傳感器實(shí)時(shí)檢測移動(dòng)的隱藏物體。

研究人員之一吳成（音譯）接受中國《南華早報(bào)》采訪時(shí)表示，非視距成像可以幫助自動(dòng)駕駛汽車識(shí)別建筑物后面的車輛和行人。該技術(shù)還可用于警察工作，例如在曲折的住宅區(qū)中定位人質(zhì)。