近日中國上海的一支研究團隊宣布，他們(men) 在激光技術領域取得了突破。這個(ge) 由中國科學院上海光學精密機械研究所負責的名為(wei) “超強激光站（SEL）”的項目，已經奠定了到2023年用高功率激光器輸出100拍瓦功率的基礎（1拍瓦等於(yu) 1000兆瓦）。這種脈衝(chong) 將比全球電網的發電總和強10000倍，相當於(yu) 10個(ge) 太陽到地球的輻射功率匯聚在1根頭發絲(si) 上。目前該激光器輸出的最大功率是10拍瓦，但是是通過多條光束實現的。

這種量級的能量輸入很容易損壞激光器的光學部件，比如晶體(ti) 、透鏡和反射鏡。為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，科學家們(men) 會(hui) 將輸入光束先進行色散，使不同顏色光束各自的功率降低到硬件可以承受的程度。不過到最後，這些光束必須再次被壓縮成單一光束，而這種壓縮多年以來一直是歐洲、俄羅斯和美國研究人員在努力攻克的主要障礙。

■圖源：163.com

參與(yu) SEL項目的科學家劉軍(jun) （音譯）解釋稱：“當輸入這個(ge) 量級的能量時，壓縮機會(hui) 立即燃燒起來。”在今年5月於(yu) 《光學快訊》（Optics Express）雜誌上發表的19頁論文中，該團隊提出了一種新的高功率激光器設計方案，建議將壓縮過程步驟分解，從(cong) 而將能源強度降低到對壓縮機而言安全的水平。

該研究項目耗資約1億(yi) 美元，最初計劃使用4束激光束實現所需的輸出功率。然而有了新技術後，1束光束就足夠了。劉軍(jun) 表示：“光束越少，設備就越簡單。設備越簡單，製造和操作就越容易。”這將顯著提高激光脈衝(chong) 的質量和穩定性，該設備應將在2023年至2025年之間投入運行。

SEL項目於(yu) 2018年成立，旨在為(wei) 深入探索尚未完全破譯的物理現象提供可能性，比如時空的本質。據說SEL激光器的威力足以直接從(cong) 太空真空中催生出物質和反物質，人們(men) 可以由此在地球上的實驗室中了解宇宙誕生的過程。

■圖源：lmtr.weebly.com

真空從(cong) 來都不是真的“空”：它充滿了成對的電子和正電子，亦即物質和反物質的粒子。然而它們(men) 一旦碰撞，就會(hui) 相互湮滅。但根據研究人員的報告，激光可以幹預這一過程，在物質和反物質粒子碰撞之前將它們(men) 分開，從(cong) 而使粒子和反粒子“憑空出現”，這種現象被稱為(wei) “打破真空”。這將會(hui) 成為(wei) 令人印象深刻的、物質和能量可以互相轉換的證據，正如愛因斯坦著名的E = mc²方程所闡釋的那樣。

除了探索新知識之外，激光還可以投入實際應用，例如在核聚變能領域。核武器的存在已經證明物質可以被轉化為(wei) 大量的熱和光，但反過來，將熱和光轉化為(wei) 物質要困難得多。如果這方麵能取得成功，一個(ge) 新的物理學分支，即所謂的“核光子學”，可能會(hui) 在極短時間內(nei) 從(cong) 起步階段發展起來。

■圖源：lmtr.weebly.com

中國科學家們(men) 也在激光技術的其他領域取得了根本性的進展。今年3月，中科大的一組研究人員宣布，他們(men) 已經開發出一種激光技術，可用於(yu) 識別1公裏以外的隱藏物體(ti) 。在這一被稱為(wei) “非視距成像（NLOS）”的過程中，激光從(cong) 周圍物體(ti) 散射到隱藏物體(ti) 上，隨後可通過數據和算法重建該物體(ti) 的3D模型。這使得檢測視野外、角落或障礙物後麵的物體(ti) 成為(wei) 可能。

中國科學家團隊能夠在上海的一所大學校園裏隔著1.43公裏辨認出一個(ge) 隱藏的人體(ti) 模型。在此以前，非視距成像的成功距離隻是米級，因為(wei) 光在長距離傳(chuan) 播時受到的環境雜散光和空氣顆粒物影響更大，這反過來又會(hui) 給傳(chuan) 感器帶來混淆。現在，這些研究人員的裝置還能夠區分相距僅(jin) 9.4厘米的不同物體(ti) ，或者使用兩(liang) 個(ge) 額外的傳(chuan) 感器實時檢測移動的隱藏物體(ti) 。

研究人員之一吳成（音譯）接受中國《南華早報》采訪時表示，非視距成像可以幫助自動駕駛汽車識別建築物後麵的車輛和行人。該技術還可用於(yu) 警察工作，例如在曲折的住宅區中定位人質。