上交大自研拍瓦级激光装置 有望“撕裂真空”获取现电子

“真空”并非空无一物，而是由密集的、成对的物质和反物质组成。量子电动力学认为，那些成对分子紧密地填满了每个物体的空隙——它们只是不以任 何显而易见的方式与宇宙中其他物体相互作用，因为它们相互抵消。功率足够大的激光器可以使得真空中出现的电子。

上海交通大学激光等离子体教育部重点实验室基于“啁啾脉冲放大”技术，研发出了拍瓦级激光装置，该装置输出功率是10拍瓦，单束激光输出达到10-100拍瓦，具备了“撕裂真空”的要求。超短激光大到高能天体、小到原子核内部的高能量密度环境，是探索极端物质状态下科学未知的研究Z前沿，也是支撑激光聚变等战略高技术研究的大科学设施。激光强度的每一次飞跃，都会对物理学的本质问题产生深远的影响。

啁啾脉冲放大技术

被用作激光放大。激光物质有一个临界功率，在很长时间内一直是激光放大的极限。啁啾放大技术的原理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。此技术使激光功率提高了1000倍到TW级，并得以从此稳步提高。在光纤通信中通常有线性啁啾和非线性啁啾两种，前者是由于光纤二阶色散(GVD)引起，后者由于脉冲本身的相位调制作用(SPM)即可引入。

参量放大过程中，使泵浦光工作在高强的窄谱带状态，而信号光则是宽谱带的啁啾脉冲，经过非线性晶体的耦合放大后，再压缩回飞秒脉冲。由于在光学啁啾脉冲参量放大中只有泵浦光和信号光同时在晶体中得到匹配时才能产生放大，因此在主脉冲之外的噪声得到很好的抑制。同是因为光学参量放大的高增益，使得系统的光学介质减少，由此降低了色散，避免了传统CPA激光的B积分问题;另外晶体对抽运光光和信号光都是透明的，可以防止热效应，这些都有助于光束质量的提高。

拍瓦：1拍瓦=1000太瓦。1拍=1000*1000太W=1000*1000*1000兆W。

指功率的单位，瓦(国际单位制中功率单位“瓦特”的简称)一般指瓦特(功率单位)。瓦特是国际单位制的功率单位。瓦特的定义是1焦耳/秒(1J/s)，即每秒转换、使用或耗散的(以焦耳为量度的)能量的速率。在电学单位制中，是伏特乘安培乘功率因数(1V·A，简称1伏安)。

拍瓦激光器

随着激光技术的发展，各个应用领域对超短激光的输出能量、脉宽、脉冲的聚焦特性、脉冲对比度等性能指标提出了更高的要求。所以，如何获得高能量、窄脉宽、近理想聚焦光斑、高对比度的超短激光是本领域的研究热点。中国科学院上海光学精密机械研究所研制的拍瓦量级钛宝石CPA激光系统，重点开展了数拍瓦级超短激光放大中的关键科学技术问题研究。主要工作在于研究钛宝石放大器的寄生振荡特性，针对不同口径的钛宝石晶体和泵浦条件，提出相应的寄生振荡抑制技术。基于不同口径的钛宝石晶体分别实现了1.26PW、2.0PW、5.0PW的超短激光脉冲输出。