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回眸歷史，殷鑒不遠(yuǎn)。回顧2014年，激光行業(yè)成果喜人，激光技術(shù)正由“積跬步”而“致千里”，2014年，激光行業(yè)各項(xiàng)成就，不斷地刷新和提升整個(gè)行業(yè)的高度：最高平均功率全固態(tài)鈉導(dǎo)星激光器的誕生，奠定了未來(lái)其可在大型望遠(yuǎn)鏡、激光大氣傳輸?shù)目蒲谢�礎(chǔ)；新型極化激光器，新型中紅外超快激光器，全碳等離子激光器......都為下一步的跨越埋下希望的種子。

1、最高平均功率全固態(tài)鈉導(dǎo)星激光器研制成功

2014年9月，由中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所成功研制出平均功率達(dá)81W的當(dāng)今世界最高水平、最大功率全固態(tài)鈉導(dǎo)星激光器，未來(lái)其可在大型望遠(yuǎn)鏡、激光大氣傳輸?shù)瓤蒲蓄I(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

新研制的高性能鈉導(dǎo)星激光器具備譜線高精度、高平均功率、高光束質(zhì)量等特點(diǎn)。在光譜方面，激光器波長(zhǎng)與鈉原子吸收譜線穩(wěn)定、精確對(duì)準(zhǔn)，精度達(dá)到0.2pm﹔在頻域方面，激光譜線寬度達(dá)到亞GHz，可謂"不胖不瘦"。此外，由于其采用1064nm、1319nm固體激光和頻技術(shù)，科研人員還突破了高功率下兩臺(tái)激光器時(shí)域與空域同步技術(shù)、激光線寬壓窄技術(shù)、高效率和頻技術(shù)等多項(xiàng)難點(diǎn)。未來(lái)，該研究成果將在天文觀測(cè)、大氣觀測(cè)、激光大氣傳輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

在天文觀測(cè)成像中，由觀測(cè)目標(biāo)發(fā)射的光線在穿越大氣層時(shí)會(huì)發(fā)生波前畸變，將導(dǎo)致其成像質(zhì)量降低，因此大型望遠(yuǎn)鏡往往需要足夠亮度的"信標(biāo)光源"用于探測(cè)大氣擾動(dòng)，并進(jìn)行自適應(yīng)光學(xué)補(bǔ)償校正，以大幅度提高成像分辨率。通過(guò)激光器將589 nm波長(zhǎng)的黃激光射向天空，引起大氣層90km至100km高度鈉原子共振、散射產(chǎn)生高亮度"人造"鈉導(dǎo)星，一直是世界各國(guó)科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。目前，鈉導(dǎo)星激光器已成為TMT（30M望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃）等大型望遠(yuǎn)鏡的核心關(guān)鍵設(shè)備之一。

2、新型極化激光器研制：能耗可減少千倍

跨越光和物質(zhì)世界的極化不穩(wěn)定粒子，密歇根大學(xué)研究人員驗(yàn)證了一種新型、實(shí)用、更有效地制造相干激光束的方法。他們制造了第一臺(tái)由電流而不是光供電的極化激光器，并且可以在室溫條件下工作，而不是零攝氏度以下。這項(xiàng)工作可以推動(dòng)激光器應(yīng)用計(jì)算機(jī)芯片替代導(dǎo)線連接，制作更小、功能更強(qiáng)大電子產(chǎn)品。也可以拓寬醫(yī)療設(shè)備和治療方法及更多方面的應(yīng)用。

典型激光器由光泵浦增益介質(zhì)材料放大信號(hào)，在泵浦之前，增益介質(zhì)中的大多數(shù)電子處于最低能量態(tài)，即基態(tài)。一旦受光或電流沖擊，電子吸收能量轉(zhuǎn)移到更高能級(jí)態(tài)，積累一段時(shí)間，高能級(jí)電子比低能級(jí)電子多，設(shè)備達(dá)到了"粒子束反轉(zhuǎn)"狀態(tài)。一旦有光或電流對(duì)激發(fā)電子起相反效果，這些電子又回到基態(tài)并釋放光。

而偏振激光器并不依賴這種"粒子束反轉(zhuǎn)"，所以它不需要很多的啟動(dòng)能量來(lái)激發(fā)電子，然后再逼其釋放光子，閾值電流非常小，這是一個(gè)非常有吸引力的特征。

該研究小組采用合適的材料，包括堅(jiān)硬、透明的半導(dǎo)體氮化鎵，并配以獨(dú)特的設(shè)計(jì)來(lái)維持受控鼓勵(lì)極化形成然后發(fā)光。

3、新型中紅外超快激光器

奧地利維也納科技大學(xué)光子學(xué)研究所和德國(guó)馬克斯玻恩研究所的電氣工程師們合作開(kāi)發(fā)了一款中紅外超快激光器，大幅度增加了臺(tái)式激光驅(qū)動(dòng)X射線源的硬X射線光子通量。

無(wú)論何時(shí)想要調(diào)查研究材料的原子結(jié)構(gòu)都需要使用X射線。由于新的X射線源不產(chǎn)生連續(xù)光而是短脈沖，所以可以用于時(shí)間分辨測(cè)量。

激光器發(fā)射的4μm光撞擊銅板，亞100fs激光脈沖的強(qiáng)度足夠高可以從原子中拆出電子，激光場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)在他們周圍將其加速，最終使它們以更高的能量再次撞擊銅。電子再返回到銅板上結(jié)果就是發(fā)射X射線。

"X射線輻射的通量取決于激光的波長(zhǎng)"，維也納大學(xué)的Skirmantas Alisauskas說(shuō)，"如果激光波長(zhǎng)足夠長(zhǎng)，每個(gè)電子在返回銅原子之前需要在激光場(chǎng)花費(fèi)很多時(shí)間，有足夠的時(shí)間獲得能量，而撞擊銅板的難度加大。先前，本實(shí)驗(yàn)使用一個(gè)通用的0.8μm激光器。激光脈沖的波長(zhǎng)五倍長(zhǎng)，轉(zhuǎn)換成25倍高通量。"