2013年9月激光器最新进展：深紫外与X射线激光器

2013-09-24 09:58

　　研究人员利用DESY的脉冲自由电子激光器使硅晶体发射X射线。FLASH脉冲的能量足够高，可在紧密结合的硅原子电子壳层中激发出电子，使原子变成离子。很快，这个电子空穴就被相对弱的束缚电子填充，使其能量降低。原则上，通过这个步骤释放的能量足以产生小的X射线脉冲。虽然，发出的X射线很弱，多数情况下它会被传递到另一个电子上，并使其突破原子壳。在此高能量下，这种“螺旋过程”产生了比发射脉冲更高的频率，使其处于传统激光器几乎不能达到的X射线区域。若在材料研究中使用传统的强X射线脉冲，产生的电子将使样品温度大幅升高，从而被迅速破坏。

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　　3、世界最大激光器

　　2012年世界最大激光器美国国家点火装置（NIF）日前在美国加利福尼亚完成点火试验，这不仅是人类历史上威力最大的一次激光脉冲发射，还是核聚变能源探索之路上的一座里程碑，人类有望利用这种方法取得清洁能源。

　　2012年7月5日进行的这次试验持续时间仅为230亿分之一秒，产生相当于500万亿瓦特电能的能量，比同瞬间段美国全国电能消耗总和1000倍还多。麻省理工学院科学家理查德·彼得拉索博士称“这是一个了不起的、令人振奋的成就”，“因为它在实验室里创造了以前只有在行星内部深处才存在的情况”。

　　建造NIF的目的是通过激光聚变产生类似恒星内核的热与力，它同时也肩负了伟大的清洁能源之梦，有望让人类于实验室里取得核聚变能源——一种近乎“取之不尽用之不竭”的清洁能源，从而开启能源新时代。科学家希望这种激光器能成为可控核聚变的“点燃装置”。

　　在未来两年里，科学家将把这192束激光聚焦到1毫米的氢靶丸上，产生更大的能量。

　　在美国，NIF还与武器研制项目有关，核聚变技术同样可用于制造氢弹。不过，反对的声音同样存在，绿色和平组织等环保团体声称，核聚变研究占用了原本应该用于研究风能等成熟技术的资金。

　　“激光核聚变”创造清洁能源未来

　　英国和美国联合研究能产生“清洁能源”的高科技新方法：不是来自风或波浪，而是向氢芯块发射大量高能量激光阵列。

　　这种方法使得氢原子聚变成氦，与氢弹及恒星如太阳的反应相同，不过这种反应是受到控制的，可以给家庭和商业提供能量。

　　最近在美国国家点燃实验设施(NIF)的试验已经通过这项技术产生了大量能量，试验使用一个体育场大小的建筑物，用192个激光阵列发射500太瓦的闪光照射直径仅有1毫米的氢分子团。

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