在最新一期的《光学》杂志上发表的一项研究中，瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队宣布成功开发出一款新型激光振荡器，该设备在平均功率和强度方面均创造了此类激光脉冲的新纪录。这一成就标志着超短强激光技术的重要进展，并为多个应用领域带来了新的可能性。
这款新型激光振荡器产生的激光脉冲平均功率高达550瓦，比之前的纪录高出50%以上。更令人瞩目的是，这些激光脉冲的持续时间不足1皮秒（即一万亿分之一秒），并且能够以每秒500万个脉冲的速度有序发射。
这种超强且“寿命”极短的激光脉冲将在材料加工、眼科手术、精密测量等领域发挥重要作用，并有望催生更加精确的原子钟。
创新设计与核心技术
中国科学院物理研究所研究员、博士生导师魏志义在接受科技日报采访时解释说，为了制造出这些超短强激光脉冲，研究团队采用了一种称为“碟片”激光振荡器的设计。该振荡器的核心是一个厚度仅为100微米的薄碟片，由掺杂镱原子的晶体构成。这种设计使得激光能够在高功率下保持稳定运行。
两项关键技术突破
这项研究成果基于两项关键的技术创新。首先是通过一种独特的反射镜排列方式来放大激光腔内的振荡光。研究团队设计了一种特殊的反射镜阵列，使光在激光腔内多次循环往返，从而实现有效放大。其次，为了将这些放大光转化为高强度的超短脉冲，研究人员使用了半导体饱和吸收镜（SESAM）。不同于普通反射镜，SESAM的反射率会随着入射光的强度变化而变化，当光的强度超过某个阈值时，SESAM能够高效地反射这些光，促使激光从连续模式切换到脉冲模式。
未来展望
研究团队表示，他们期待进一步压缩这些脉冲至少周期范围，这对于产生阿秒级（1阿秒=10^-18秒）脉冲至关重要。阿秒级脉冲将帮助科学家们更深入地观察物质内部的超快物理现象，揭示微观世界中的隐藏奥秘。
这项突破性的成果不仅展示了瑞士苏黎世联邦理工学院在激光技术领域的领先地位，也为全球科研人员提供了强大的工具，以探索和理解自然界中更为复杂的现象。随着技术的不断进步，预计这类超短强激光脉冲将在更多前沿科学和技术应用中发挥重要作用。
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