將超強(qiáng)激光聚焦到單一波長

超強(qiáng)超短激光器是應(yīng)用于物理、國家安全、工業(yè)和醫(yī)療保健等各個領(lǐng)域的強(qiáng)大工具。它們幫助研究人員深入研究強(qiáng)場激光物理學(xué)、激光驅(qū)動輻射源、粒子加速等。

“峰值功率”測量這些激光器的強(qiáng)度，例如 Nova激光器(美國加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室)的峰值功率為 1.5 拍瓦，上海超強(qiáng)超快激光裝置(中國 SULF)的峰值功率為 10 拍瓦，或者峰值功率為 10 拍瓦的極光基礎(chǔ)設(shè)施—核物理(ELI-NP，羅馬尼亞)。

然而，實驗中真正重要的是對目標(biāo)的聚焦強(qiáng)度。使用離軸拋物面鏡將激光聚焦到實驗?zāi)繕?biāo)上。聚焦強(qiáng)度(而不是峰值功率)反映了激光器的能力，對用戶來說至關(guān)重要。

使用雙曲鏡增強(qiáng)焦點

目前，這些激光器的光束孔徑為150至500毫米，F(xiàn)數(shù)(與聚焦能力有關(guān))為2至10。在拋物面鏡后添加旋轉(zhuǎn)雙曲面鏡可以減少F數(shù)，從而減少焦點大小顯著。

據(jù)AdvancedPhotonics Nexus報道，這種二次聚焦方法可以將 F 數(shù)降低 5 倍，從而將超強(qiáng)超短激光的焦斑尺寸減小到單波長尺寸。

上海光學(xué)精密機(jī)械研究所(中國)超強(qiáng)激光科學(xué)與技術(shù)重點實驗室的通訊作者李朝陽指出，該技術(shù)可以實現(xiàn)最小的焦斑：“利用雙曲鏡進(jìn)行二次聚焦可以減少焦斑我們的超強(qiáng)超短激光的光斑從幾個波長尺寸到只有一個波長尺寸，從而實現(xiàn)了可能的最小焦斑。”

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