美能源部與美空軍、海軍共同資助關於高能、超快脈衝激光器的發展研究，旨在提高美國在該領域的國際地位

近日，美國國家科學、工程及醫學研究院的一份報告指出，美國正在進行一場有關高能量、超快激光器的第二次「激光革命」，高能量、超快激光器在製造業、醫藥界及國家安全方面均有著廣泛應用。

報告內容

報告指出，目前約有80％-90％的高強度激光系統都在海外，且目前正在建設或已經建成的所有功率最高的激光器也都在國外。報告提出了五項建議，旨在提高美國在這一領域的國際領先地位。

報告重點介紹了一種高功率、脈衝式、皮瓦級激光器，該激光器在1皮秒的時間內發射出的能量約為世界總消耗能量率的近100倍。這種激光源能夠加速或碰撞高能量的離子束，驅動核反應，對宇宙中恆星中的物質進行加熱以研究恆星條件，甚至能夠創造出新的真空物質。對冉這種強大的激光源起源於美國，但是歐洲和亞洲的研究機構在過去的十年間投入了巨資研究超快激光器，他們研究出的高能量激光器將廣泛應用於各種科學領域。

應用前景

研究與撰寫委員會表示，高能量超快激光在科學領域具有廣泛應用前景，可用於核武器儲備管理、工業和醫藥領域等。委員會還指出，目前超快激光應景形成了一個科學理論體系，已經擁有一個龐大的技術團隊，但是在不同學科間是相互獨立且分散的。目前，工業和政府之間的協調是有限的、不足的。目前在美國沒有任何一個聯邦機構或者跨機構的團隊在對高強度激光研究進行管理。美國的科研項目根據不同的任務需求由不同的聯邦機構資助、執行，並沒有歐洲那樣的整體協調。為了加強這一領域的整合和協調，委員會建議研究機構聘請網路內的利益相關者，確定什麼樣的設施以及激光參數能夠最好地滿足研究需求，並著重研究超越當前尖端科學領域現有技術水平的參數，如峰值功率，重複頻率，脈衝持續時間，波長和可調焦強度。

建議

委員會還呼籲能源部牽頭制定全面、跨機構的高能量激光器國家戰略，其中包括開發和經營大型實驗室項目的計劃；中等規模項目，如大學託管的項目；以及在大學，美國工業界和國家實驗室之間進行技術轉讓的技術開發計劃。

現有高能量激光器的基礎設施（如粒子加速器）的定位被認為是美國實驗室在激光基礎設施概念領域與歐洲相比的一個關鍵優勢，基於此，委員會建議美國能源部充分利用能源部自身的綜合科學基礎，設立至少一個大型、開放式、高能量激光設施。此外，大學、實驗室和工業界之間的合作對於保留和更新人才庫是至關重要的。

報告指出，通過擴大國家人才庫、夯實國家技術基礎，當前的情況是可以改善的。委員會的最終建議是呼籲各機構為美國科學家和工程師制定計劃和項目，包括開發中型基礎設施，開發美國高能量激光科學項目、關鍵基礎技術，以及參與歐洲激光基礎設施的開發。

項目資助

該研究由美國能源部科學辦公室，海軍研究辦公室和空軍科學研究辦公室資助。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！