近日，英國蘇格蘭思克萊德大學（University of Strathclyde）的研究人員打造出了一種激光驅動的“鏡子”，這種特殊的反射鏡能夠反射或操縱光線。

　　目前，一些超高功率激光器占用的建筑空間體積幾乎相當于飛機庫那么大。而這種“鏡子”雖然只存在一小段時間，但卻可以幫助將超高功率激光器的尺寸縮小到大學地下室大小。

　　這種生產反射鏡和其他光學元件的新方法，為開發下一代高功率激光器指明了方向——從幾百拍瓦（1015瓦）到埃瓦（1018瓦）。這項新研究發表在《通信物理學》（Communications Physics）雜志上。

　　科學家們表示，未來他們可能會將這種“鏡子”開發成各種基于等離子體的高損傷閾值光學元件，從而借之打造出占地面積更小、超高功率的超短脈沖激光系統。

　　更穩定強大，應用更廣泛

　　領導這項研究的思克萊德大學物理系的Dino Jaroszynski教授表示：“高功率激光器是醫學、生物學、材料科學、化學和物理學等許多領域研究的工具。一所大學可以以合理的價格打造出更緊湊體積的工具；讓高功率激光器更廣泛地得以應用，將改變科學研究的方式。”“這項工作通過提出制造光學元件的新方法，大大提高了高功率激光器的先進水平，這些光學元件比現有元件更穩定強大，而且是瞬態的，這使它們變得獨特。高功率激光器變得更緊湊、更強大，將會帶來新的研究方向。研究小組目前正在計劃進一步的原理驗證實驗，以證明等離子體光學元件的穩健性和保真度。”

　　高損傷閾值光學元件“新希望”

　　這項新研究利用反傳播激光束制造了層狀等離子體反射鏡。反向傳播的激光束在等離子體中產生振動波，將電子和離子驅動成規則的分層結構，這就像一個非常穩固、高反射率的鏡子。這面“鏡子”的存在時間很短暫，只有幾皮秒（不到1/100，000，000，000，000秒），卻能使非常強烈的激光被反射或操縱。瞬態層狀等離子體被稱為體積布拉格光柵，類似于晶體中的布拉格結構，直徑只有幾毫米。它有潛力被發展成各種基于等離子體的高損傷閾值光學元件，從而形成致小占地面積、超高功率、超短脈沖的激光系統。

　　來自思克萊德大學的Gregory Vieux博士與Jaroszynski教授一起在英國科學與技術設施委員會（STFC）的英國盧瑟福·阿普爾頓實驗室（RAL）設計并進行了實驗，他說：“這種生產瞬態強等離子體鏡的新方法可能會徹底改變加速器和光源，因為它將使它們非常緊湊，能夠產生超短持續時間的超強光脈沖，比其他任何方法都容易產生的光脈沖要短得多。”“等離子體可以承受高達每平方厘米1018瓦的強度，這超過了傳統光學損傷的閾值4－5個數量級。這將使光學元件的尺寸減小2－3個數量級，將米大小的光學器件縮小到毫米或厘米級別。”

　　編輯：黃飛