美國將加快超強超快激光器進程

作者 胡琪

來源 OFweek 激光

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根據美國國家科學院，國家工程院和國家醫學院（NASEM）最新報告指出，美國在超強超快激光器的第二次變革中處於不利地位；而超強超快激光器在製造、醫藥以及國家安全方面有著廣泛的應用。

目前，全球80%到90%的超強激光系統都部署在美國境外，而目前在建或已經建成的所有最高功率的科研激光器也都位於美國境外。該報告提出了五項建議，將提高美國在這一領域的地位。

該報告重點介紹了超強脈衝拍瓦激光器。這種激光源能加快基本粒子束的強烈碰撞、驅動核反應、將物質加熱至恆星所處的條件、甚至是從真空中創造出物質。這些強大的激光器起源於美國。然而，歐洲和亞洲的研究資助機構在過去十年開始投入巨資開展新的合作和設施，進而將這些超強激光器用於廣泛的科學領域。

進行該項研究和報告撰寫的委員會認為，超強超快激光器在科學領域具有廣泛的適用性，可用於核武器儲備管理、工業以及醫藥領域等。該委員會還表示，超強激光器已經形成了一個非常重要的科學體系，並且已經擁有了一個龐大的技術集群，但是在不同學科之間是分散的，工業界和政府之間的配合也是有限的。

目前沒有一個單一的聯邦機構擔任著超強激光研究的管理者，在美國也不存在任何跨機構的管理，根據不同任務、沒有整體協調、在幾個不同聯邦機構贊助下進行的項目也位於歐洲。

為了加強這一領域的整合和協調，該委員會建議研究機構邀請科學人士確定激光設施的重要性能參數，以最好的滿足研究需要；強調超出當前尖端科學領域現有技術水平的參數，如峰值功率、重複頻率、脈衝持續時間、波長和可調焦強度等。

該委員會還要求美國能源部（DOE）針對超強激光器牽頭制定一項全面的跨機構國家戰略，其中包括開發和運行大型實驗室項目的計劃；大學主辦的中等規模實驗室項目；以及在大學、美國工業界和國家實驗室之間進行技術轉讓的技術開發計劃等。

相對歐洲的極端光基礎設施(Extreme Light Infrastructure，簡稱ELI)計劃而言，超強激光與現有基礎設施（如粒子加速器）的協同被認為是美國實驗室的一個關鍵優勢。基於此，委員會建議美國能源部制定一項計劃，利用美國能源部綜合樓的其他主要科學基礎設施，構建至少一個大規模開放式的超強激光設施。此外，大學、實驗室和工業界之間的合作對於保持和更新人才庫是非常必要的，此前這些部門之間的合作已經證明了其作用。

報告指出，目前的情況可以改善，從而為這個快速增長的地區發展強大的國家人才庫和強大的技術基礎。該委員會最後的建議是要求各機構為美國科學家和工程師制定相關計劃，包括中型基礎設施，美國超強激光科學項目的運作，關鍵基礎技術的開發，以及參與國際機構的研究如ELI計劃等。

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