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X光激光
日期:2001年07月01日     

    1895年,倫琴發現了X光。二十世紀六十年代,科學家又發明了激光。為了把X光波長短、穿透力強的優勢與激光亮度高、單色性和方向性好的特點結合起來,科學家們做了一系列探索。1984年,美國在實驗室首次獲得了X光波段的激光,也就是X光激光。

(采訪:王世績院士 X光激光一出現,就立即引起了世界各國家科學家的重視。各國紛紛對此進行研究。由于X光激光具有獨特的優點,使它在生命科學、能源科學、材料科學等許多科學技術領域有廣泛的應用前景,也必將對我們的生活產生重大影響。)

在863計劃激光技術主題支持下,我國于1989年獲得了X光激光。目前的X光激光研究,主要是在神光高功率激光實驗裝置上進行的。神光裝置是我國功率最高的大規模激光裝置,能夠為X光激光實驗研究提供高質量的驅動光源。

在實驗研究中,我國科技人員首創了柱面透鏡列陣線聚焦系統和雙靶對接等實驗方案。

雙靶對接的原理是驅動激光經過柱面透鏡列陣,輻照到第一塊靶上,形成光強均勻的焦線,產生高溫高密度等離子體,輸出X光激光。當這一束X光激光傳輸到第二塊靶的時候,X光激光被它進一步放大,輸出強度大大提高。采用這些技術,我國科技人員在比美國的裝置小幾十倍的激光器上,同樣獲得了X光激光的飽和輸出,而且在光束方向性方面,處于世界領先地位。

目前,生物學和醫學上采用細胞切片照相方法得到的細胞圖像是死細胞的圖像,不能完全反映活細胞的實際情況。

(采訪:陳佳洱院士 波長在“水窗”以下的高亮度的X光激光是研究瞬態過程的非常有利的工具,特別適用于研究活細胞的演變過程,因為它亮度很高,可以拍攝時間很短,可以把活體的演變信息都提取下來。對研究生命科學是非常有價值的。)

波長2.3到4.5納米的“水窗”X光激光能在不損傷生物細胞的前提下進行生物活細胞的全息照相,從而獲得清晰的活細胞立體圖像。

未來能源是人類共同面對的問題,氘氚聚變反應能釋放巨大的能量,核聚變發電,效率高、無污染,并且可以從海水中提取取之不盡、用之不竭的燃料,激光核聚變是實現可控熱核反應的一種重要手段。利用X光激光對激光聚變等離子體狀態進行診斷,將幫助我們最終實現聚變發電,我國科技人員在這方面已經取得了初步的進展,獲得了包含等離子體電子密度分布的信息實驗圖像。

隨著研究工作的深入,可以取得更短波長、更高效率、更高亮度的X光激光,X光激光將會在許多領域得到日益廣泛的應用,為人類造福。

      
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