世界上最短脈沖激光器研究小組領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)價(jià)值690萬美元的項(xiàng)目，旨在調(diào)查光的阿秒脈沖的潛在應(yīng)用。

美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)資助這一由中央佛羅里達(dá)大學(xué)(UCF)、渥太華大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員合作的項(xiàng)目。

超快激光科學(xué)與工程項(xiàng)目(PULSE)將試圖建造超快激光器開發(fā)更為精準(zhǔn)光學(xué)時(shí)鐘、發(fā)射波長(zhǎng)為3~5nm的臺(tái)式X射線源、作為頻閃觀測(cè)儀探測(cè)材料中電子動(dòng)力學(xué)實(shí)現(xiàn)有效、孤立阿秒脈沖。

國(guó)防應(yīng)用

最終，DARPA認(rèn)為這項(xiàng)工作將引導(dǎo)超快激光科學(xué)在航海和通信等防御領(lǐng)域的應(yīng)用。通過產(chǎn)生設(shè)計(jì)光域中的波，這些波形可能向上或向下轉(zhuǎn)換成需要的波長(zhǎng)，DARPA在項(xiàng)目簡(jiǎn)介中描述。

UCF的 Zenghu Chang(常增虎)負(fù)責(zé)這一項(xiàng)目工作，其帶領(lǐng)的研究小組去年制造了一臺(tái)激光器，脈沖持續(xù)時(shí)間僅僅67阿秒，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。

項(xiàng)目的第一階段集中精力建造新型飛秒激光器，能夠產(chǎn)生高能量脈沖驅(qū)動(dòng)阿秒脈沖生成過程。這一激光器占地面積將達(dá)2400平方英尺。這一設(shè)施將幫助美國(guó)與歐洲ELI項(xiàng)目的研究結(jié)果競(jìng)爭(zhēng)，雖然ELI’獲得的資助等多一些。

阿秒物理

阿秒物理為科學(xué)家觀察運(yùn)動(dòng)中的量子力學(xué)提供了新型工具，可以使物理學(xué)家監(jiān)測(cè)到一些自然界的最快物理過程，如電子的運(yùn)動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)。

雖然常的研究團(tuán)隊(duì)所做的工作已經(jīng)取得了非常優(yōu)異的結(jié)果，但是阿秒脈沖的強(qiáng)度仍然非常弱。

去年，常告訴optics.org未來工作計(jì)劃，當(dāng)務(wù)之急是提高阿秒脈沖能量，目前來看，孤立阿秒脈沖太弱，能量只能達(dá)到納焦耳量級(jí)，我們必須將他們與強(qiáng)大的飛秒激光器相結(jié)合才能觀察到電子動(dòng)力學(xué)。

常的研究方法采用了“雙光柵”技術(shù)，他認(rèn)為這種方法有可能產(chǎn)生強(qiáng)度足夠大的未來進(jìn)行真正阿秒泵浦/探測(cè)實(shí)驗(yàn)的孤立阿秒脈沖。

同時(shí)，UCF最近表示，計(jì)劃創(chuàng)建一個(gè)由常負(fù)責(zé)的阿秒科學(xué)與技術(shù)前沿研究研究所(Frontier of Attosecond Science and Technology——FAST)，建造此研究機(jī)構(gòu)的目的是使物理系和UCF著名的光學(xué)與光子學(xué)學(xué)院以及光學(xué)與激光學(xué)研究教育中心(CREOL)緊密合作競(jìng)爭(zhēng)尖端項(xiàng)目，如DARPA的PULSE項(xiàng)目。