台式激光器功率创新高，峰值功率达40太瓦

2023-08-21 09:00

近日，超快紧凑型激光等离子体加速器生产商TAU Systems宣布他们完成了对德克萨斯大学的台式太瓦激光器（UT 3 ）的升级。这次升级的成果大大提高了为紧凑型粒子加速器供电的性能。

此前研究人员曾表示，TAU的加速器主要是利用激光技术使电子在三维等离子体波上“冲浪”，并将其加速到高能量。激光可以产生比普通粒子加速器更强的场，从而能够在更短的距离内达到更高的能量。而TAU Systems 由德克萨斯大学奥斯汀分校教授 Bjorn Manuel Hegelich 于 2021 年创立，他是一位著名的激光等离子体相互作用专家，曾在洛斯阿拉莫斯国家实验室领导激光加速物理研究。他一直都认为紧凑型激光等离子体加速器具有改变这个世界游戏规则的能力。日前由特拉维夫大学宣布该项研究成果是公司与大学合作的一部分，目的是共同探索激光等离子体相互作用的核心要素以推动紧凑型加速器系统与先进光源技术的前沿发展。

此次台式太瓦激光器的升级让其能产生峰值功率为40太瓦的超短激光脉冲，是原先两倍的水平。早前TAU就已经完成了在全新光束线中实现激光驱动电子加速，而此次对台式太瓦激光器的升级也展现了紧凑型激光等离子体加速器设备的巨大潜能，未来将有望产生变革性的影响，让新工具能广泛应用于各领域的终端用户和行业，以实现科技的跨足飞跃。

此次升级得益于TAU Systems和UT Austin专业团队的合作以及来自Thales Laser公司提供的关键组件。未来将被用于开发紧凑型新型激光尾场加速器，以及用于半导体工业、材料科学、电池技术、医学成像等领域的EUV和X射线光源，为这些领域带来前所未有的科技突破。

目前TAU正在开发两个集装箱大小的等离子体加速器。通过从“英里到米，从数十亿美元到数百万美元”，该公司的目标是实现先进技术的民主化，为世界各地大学和公司的研究人员提供“beamtime”。创始人Bjorn Manuel Hegelich此前表示，这项研究可能会对医学、核废料处理和气候变化研究等多个领域产生深远的影响。

该公司宣布，这次升级标志着等离子体尾场加速器迈向商业化应用的“关键一步”。公司计划在今年年底前，在其最近收购的圣地亚哥办公地点安装一个功能强大的系统，性能提升达到100倍。据悉，新的服务中心的启用将为各领域的研究人员提供前所未有的机遇，特别是在半导体制造方面，通过探索和测量半导体的三维结构。此外，该服务中心还将为电动汽车电池开发商提供深入研究电池充放电特性的平台。