發表在《光學》雜誌上題為(wei) 《實現超過每平方厘米10^23瓦的激光強度》的論文中，韓國研究人員報告說，達到了有史以來最高的激光強度。

這樣的激光光束的強度有多強大？這相當於(yu) 將所有從(cong) 太陽到達地球的光聚焦到一個(ge) 紅血球大小的點上的強度。

2004年密歇根大學團隊報告了10^22 W / cm2的先前記錄，十多年來科學家一直追求10^23 W / cm2級別的新的激光強度。

為(wei) 什麽(me) 需要追求這樣強的激光強度？

因為(wei) 這將有助於(yu) 探索宇宙中新奇的物理現象。超高強度激光不僅(jin) 可以幫助檢查在極端物理條件下（包括在外太空中）發生的新穎的天體(ti) 物理學現象。

除了幫助更好地理解天體(ti) 物理學現象，它還可以提供必要的信息，以開發一種新的放射源，用於(yu) 使用高能質子治療癌症的放射治療，用於(yu) 開發治療疾病的技術。

憑借最高的激光強度，可以應對實驗科學的新挑戰領域，尤其是主要由理論學家解決(jue) 的強場量子電動力學（QED）。科學家可以探索非線性條件下電子-光子散射（康普頓散射）和光子-光子散射（Breit-Wheeler過程）的新物理問題。

這種研究與(yu) 宇宙中發生的各種天體(ti) 物理學現象直接相關(guan) ，可以幫助進一步擴大知識視野。可以使用這樣強度的激光器檢查被認為(wei) 與(yu) 高功率宇宙射線有關(guan) 的現象，這些高能宇宙射線的能量超過四千萬(wan) 億(yi) 電子伏特（eV）。盡管科學家知道這些射線來自我們(men) 太陽係之外的某個(ge) 地方，但它們(men) 的製造方式和形成方式卻一直是個(ge) 謎。

這樣強的激光強度是如何產(chan) 生的？

研究人員能夠將激光脈衝(chong) 聚焦到一個(ge) 斑點，該斑點的大小約一微米，不到人的頭發絲(si) 直徑的五十分之一。這個(ge) “前所未有的”破紀錄的激光強度相當於(yu) 將所有從(cong) 太陽到達地球的光聚焦到10微米的點上。10微米僅(jin) 比6至8微米紅細胞大一點。

該研究結果由韓國大田基礎科學研究所（IBS）的相對論激光科學中心（CoReLS）使用高度複雜的鏡麵、透鏡、傳(chuan) 感器、功率放大器等構成的petawatt激光設備（如圖所示）創建了高強度脈衝(chong) 。

如圖所示這個(ge) 10兆兆瓦激光器的布局和實驗設置，BS分束器； DM1-2可變形反射鏡； EM電能表； OAPf /1.1離軸拋物麵鏡； OL物鏡； WFS1-2波前傳(chuan) 感器。

激光的強度如何測量？

代表激光強度的功率密度的計算很簡單。根據定義(yi) ，功率密度是每單位麵積的功率，通常以瓦特/平方厘米（W / cm2）表示。通過使用以厘米為(wei) 單位的半徑計算光束的麵積並將光束的功率除以該麵積來進行測量。

通常，要達到如此高的激光強度水平需要做兩(liang) 件事：一台具有極高功率輸出的激光器，以及將該激光器聚焦到盡可能小的點上。

雖然連續波激光器的功率強度僅(jin) 限於(yu) 兆瓦級，但通過在短至飛秒的時間內(nei) 傳(chuan) 遞能量，在脈衝(chong) 激光器係統中可有更高的峰值功率輸出（約為(wei) PB級）。

研究人員使用了具有可變形鏡麵的自適應光學係統來精確補償(chang) 光學畸變。可變形反射鏡的反射表麵形狀有點像衛星天線，可以校正激光的畸變，並產(chan) 生具有良好控製波前的光束，以實現非常緊密的聚焦。

參考：https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-5-630&id=450828