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2018物理诺奖得主,拯救激光领域摩尔定律的天选之人

  来源:中国科普博览

  北京时间2018年10月2日17时50分许,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家Arthur Ashkin、法国科学家GerardMourou和加拿大科学家DonnaStrickland,以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。其中,Ashkin的贡献为“光学镊子及其在生物系统的应用”,Mourou和Strickland的贡献为“产生超强超短光学脉冲的方法”。

图1,斩获诺奖的三位科学家肖像,来源:诺奖官网

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图1,斩获诺奖的三位科学家肖像,来源:诺奖官网

  我们昨天已经简单地介绍过了光镊技术,今天这篇解读的重点将放在后者身上。“产生超强超短光学脉冲的方法”即获得超强超短激光脉冲的啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification, CPA)。该技术“为人类创造最短最强的激光脉冲铺平了道路。他们开发的技术开辟了新的研究领域,并带来了广泛的工业和医疗应用。”

  什么是超短激光?

  超短激光一般是指脉冲宽度在飞秒量级(千万亿分之一秒)的激光脉冲,因此也叫飞秒激光。当你读完这句话所花的时间,比上宇宙的年龄,大概就相当于一飞秒。即使快如光速,每秒30万公里,哪怕给他1000飞秒的时间,也只跑3毫米。

图2
不同物理现象的时间尺度,来源:作者供图

图2 不同物理现象的时间尺度,来源:作者供图

  如何获得超强超短激光?

  提高激光的强度是激光工作者孜孜不倦的追求。激光的能量越高,脉冲宽度越短,则峰值功率越高。因此提高脉冲能量和压缩脉冲宽度是人们获得超强超短激光的两条路径。

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