|
日前，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(伯克利實(shí)驗(yàn)室)正在進(jìn)行激光等離子體粒子加速器(LPA)下一階段的開(kāi)發(fā)——光纖激光器，是一種產(chǎn)生高功率激光的新方法，可為超緊湊加速器提供能量。  LPA應(yīng)用已得到證明，但它們需要高功率的激光(BELLA激光加速器保持著記錄，在20 cm內(nèi)將電子加速到78億電子伏特的能量)。BELLA拍瓦激光器在極短的瞬間產(chǎn)生的輸出與世界電網(wǎng)的全部輸出相當(dāng)，聚焦成人類一根頭發(fā)直徑的脈沖。但是，它只能每秒左右發(fā)出一次脈沖。實(shí)際應(yīng)用將需要以更頻繁的脈沖提供高功率的激光，這就是新的光纖激光器的用武之地。 光纖激光器速度快，但體積小，其基于類似于電信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中熟悉的光纖，但為最優(yōu)激光發(fā)射而設(shè)計(jì)。每根光纖提供的通道不超過(guò)人一根頭發(fā)的寬度，且只能發(fā)出這么大的功率。目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)一種稱為“相干光束組合(coherent beam combining)”的方案。目標(biāo)是脈沖能量足以驅(qū)動(dòng)LPA，但每秒發(fā)送1000次。 項(xiàng)目建立在幾年的進(jìn)步基礎(chǔ)上，涉及空間、時(shí)間和光譜組合，以保持“相干性”(激光束的一種獨(dú)特質(zhì)量，對(duì)于LPA來(lái)說(shuō)是必需的)。它旨在將來(lái)自許多光纖中的功率相對(duì)較低的脈沖捆綁成30～50飛秒長(zhǎng)(1飛秒=一千萬(wàn)億分之一秒)、200毫焦耳的脈沖，峰值功率遠(yuǎn)大于1太瓦(1太瓦=一萬(wàn)億瓦)。這將是有史以來(lái)從光纖激光器中獲得的最高能量和峰值功率，對(duì)于演示激光等離子體加速綽綽有余。 伯克利實(shí)驗(yàn)室該項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)Tong Zhou研究員表示：“與傳統(tǒng)激光器相比，它們的功耗將得到改善，并且散熱能力非常出色，解決了構(gòu)建高功率激光器的其他挑戰(zhàn)?！?/span> 伯克利實(shí)驗(yàn)室加速器技術(shù)和應(yīng)用物理(ATAP)部主任Cameron Geddes表示：“隨著最近光纖激光器和激光等離子體加速器的技術(shù)突破，現(xiàn)在是時(shí)候?qū)⑺鼈兘Y(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)下一代可廣泛應(yīng)用的緊湊型、精確可控的加速器?！?質(zhì)子中國(guó) 編譯報(bào)道) 信息來(lái)源：伯克利實(shí)驗(yàn)室 相關(guān)鏈接 上海光機(jī)所激光質(zhì)子刀研究取得進(jìn)展 美國(guó)密歇根大學(xué)3拍瓦ZEUS激光裝置計(jì)劃2022年初開(kāi)始首次實(shí)驗(yàn) 超短激光脈沖技術(shù)可將質(zhì)子束能量翻倍，未來(lái)或能進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)子治療 中科院院士、光學(xué)專家李儒新：高功率激光與高能粒子加速器融合前景廣闊 世界首臺(tái)質(zhì)子能量可調(diào)1%能散激光加速器裝置在北京大學(xué)展示，可降低質(zhì)子治療成本
|
|
|
