啁啾脉冲放大技术(CPA)通过“展宽-放大-压缩”三步流程,实现了激光功率的突破性提升。
这项技术不仅改变了激光物理领域,更在医疗、科研等领域展现出巨大价值。
传统激光放大遇到瓶颈:超短脉冲直接放大会导致元件损坏或能量损失。
CPA技术通过巧妙的三步设计,既保护了设备,又实现了能量较高的效率积累。
脉冲展宽
飞秒级激光脉冲通过光栅对或光纤被“拉长”至纳秒级,不同频率的光波按时间顺序排列。
这一步骤将峰值功率降低万倍以上,为可靠放大创造条件。
能量放大
展宽后的长脉冲在激光晶体中稳步吸收能量。
由于功率密度大幅降低,可以避免材料损伤和非线性效应,实现能量较高的效率积累。
脉冲压缩
放大后的激光通过压缩器将不同频率的光重新对齐,还原为超短脉冲。
此时能量集中在极短时间内,产生太瓦级的较高功率。
CPA技术的核心创新在于“时间换空间”的思路:通过暂时拉长脉冲来保护设备,实际还原出更强能量。
这项技术使得激光手术更加精密可靠,也为核聚变研究、材料加工等领域提供了新工具。
从实验室到手术台,这项技术持续改变着人类探索国内外的方式。
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