近日，美國勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室、加州大學伯克利分校和普林斯頓大學的一組研究人員開發了基於(yu) 等離子體(ti) 技術製造具有拍瓦級功率的激光束透鏡。在他們(men) 發表的《物理評論快報》論文中，詳細描述了他們(men) 所開發的兩(liang) 種技術。

■全息等離子透鏡示意圖。(a)兩(liang) 個(ge) 泵浦激光器在氣體(ti) 中重疊（沿z的範圍是D）。(b)在延遲時間，探測激光穿過所得結構並衍射成一個(ge) 或多個(ge) 級。(c)重疊泵的強度分布和由此產(chan) 生的折射率調製。(d)作為(wei) 時間函數的折射率調製峰值，顯示泵浦到達時結構的形成。幅度和時間尺度都取決(jue) 於(yu) 所選擇的非線性機製

當前，從(cong) 事粒子加速器和聚變研究工作的物理學家希望能夠製造出比現在可用的更強大的激光器。用於(yu) 製造激光器的固態光學技術阻礙了此類工作，更大的功率會(hui) 損壞產(chan) 生激光器的部件。

在這項新努力中，研究人員指出，其他研究人員發現等離子體(ti) 可用於(yu) 製造光學元件，如放大器和透鏡。他們(men) 想知道產(chan) 生極強激光束所需的那種透鏡是否也是如此。對此，他們(men) 提出了一個(ge) 概念，涉及在給定的等離子體(ti) 中誘導高密度和低密度的模式。光通過它時，會(hui) 經曆一個(ge) 基於(yu) 等離子體(ti) 密度的相移。

研究人員實際上並沒有製造這樣的激光器，而是提出了兩(liang) 種可能的製造方法。第一種方法涉及在氣體(ti) 樣本上發射兩(liang) 個(ge) 泵浦激光器。第一束激光將氣體(ti) 電離成等離子體(ti) ，而第二束則沒有。結果是具有高密度和低密度等離子環的靶心配置的等離子可以用作激光透鏡。

第二種方法是向已經存在的等離子體(ti) 發射兩(liang) 束泵浦激光，將其中的一些部分推向高強度區域，而將其他部分推向低強度區域。與(yu) 第一種方法一樣，最終結果是開發了一種可用作高功率激光透鏡的靶心配置。

研究人員創建了模擬進行測試，發現第一種方法可用於(yu) 產(chan) 生強度高達10¹⁵W/cm²的激光束，而第二種方法產(chan) 生的激光束強度高達10¹⁸W/cm²。