世界上最強大的激光器：有助于洞悉宇宙是如何形成的

　　歐洲正與美國等科學家正研制的世界上最強大的激光器，有助于研究人員洞悉宇宙是如何形成的。它叫做“高重頻先進千兆兆瓦激光系統(tǒng)(HAPLS)”，將在歐洲捷克共和國部署安裝，它能夠在30飛秒(飛秒為10的負15次方秒)內(nèi)產(chǎn)生30焦耳的能量，產(chǎn)生的功率峰值超過1拍瓦(10的15次方瓦)，目前HAPLS激光系統(tǒng)的第一個關鍵部件“二級管泵固體激光器”由美國能源部勞倫斯·利弗莫爾實驗室(LLNL)負責設計、建造，已經(jīng)完成組裝并被部署安裝至捷克共和國的歐洲極端光基礎設施(ELI)中，標志著這個巨大項目的第一階段施工告一段落。

　　HAPLS能夠在百萬億分之一秒內(nèi)釋放超強激光束，釋放出的光比地球上所有發(fā)電站發(fā)出的光還要強大10萬倍。因類似科幻電影《星球大戰(zhàn)》中黑武士達斯·維達(DarthVader)的激光焊接基地而被昵稱為“死星激光器”。“二級管泵固體激光器”功率放大器將使用摻釹玻璃放大器板(這與美國國家點火裝置相同)，在10赫茲重頻的情況下產(chǎn)生3.2兆瓦的鐳射功率，其作用是為第二個組成系統(tǒng)即“啁啾脈沖放大器短脈沖激光器”提供能量。在“二級管泵固體激光器”的輸出端，利用頻率轉(zhuǎn)換器使頻率加倍，從紅外轉(zhuǎn)變成綠光頻率，以匹配短脈沖激光器的吸收譜帶要求。

　　HAPLS的短脈沖激光系統(tǒng)將使用摻鈦藍寶石作為放大介質(zhì)，可從“二級管泵浦固體激光器”的能量轉(zhuǎn)換成脈寬為30飛秒、能量為30焦耳、峰值功率超過1拍瓦的激光脈沖。

　　HAPLS將安裝在位于歐洲捷克共和國的歐洲極端光基礎設施(ELI)中，該設施目前仍在建設當中。HAPLS兩個激光系統(tǒng)由美國能源部勞倫斯·利弗莫爾實驗室負責設計、建造和組裝。HAPLS系統(tǒng)計劃在2016年從美國運往歐洲，并將在2017年進行首次試驗。

　　HAPLS能夠產(chǎn)生超短、高能激光脈沖，這種脈沖可以作為二次源產(chǎn)生電磁輻射(如高亮度X射線)或加速帶點粒子(電子、質(zhì)子或離子)。這種激光技術在物理、醫(yī)學、生物學和材料科學領域都有應用。