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从2018年诺贝尔物理学奖看创新 精选

已有 10353 次阅读 2018-10-2 23:27 |系统分类:观点评述| 诺贝尔物理学奖, 啁啾脉冲放大技术

 

Mourou先生和他的学生Strickland教授因啁啾脉冲放大技术(CPA)获得2018年诺贝尔物理学奖。

这个技术的本质,是将雷达中的啁啾脉冲技术移植到了激光放大技术中。雷达和光都是电磁波。通过类比的方法,将一个技术移植到另一个领域,即所谓“触类旁通”,是一种发明的技巧。

虽然有人认为,这个技术不是原创,不应该获得诺奖。但是从锁模技术产生超短脉冲到CPA的发明,几乎经历了20年。在这漫长的时间里,为什么大家都只盯着光束面积的扩大呢?为什么没有其他人提出啁啾脉冲放大技术呢?所以,看似简单的移植,必然包含着Mourou先生这样的有心人的研究和思考。

值得指出的是,经过了30多年的发展,飞秒激光放大技术又到了一个瓶颈期。巧合的是,这个瓶颈竟然和30多年前一样:脉冲的峰值功率太高,而光栅展宽器展宽的脉冲宽度有限:小于等于1纳秒。依然是峰值功率受限,峰值功率太高,放大器的光学破坏。

继续展宽脉冲?谁都想。可是,要把飞秒脉冲展宽到现有水平的10倍,最高效的光栅脉冲展宽器,也要3米长!不太现实。

所以,科学家们不约而同地想到了脉冲的相干合成。

Mourou先生依然站在潮头。他开的药方是上万根光纤放大器捆在一起的空间相干合成,引来无数点赞。上万根光纤输出光的相干合成,所有光纤输出的脉冲要完全同步,想想都头大。虽然理论上不是不能实现。

更重要的是,我们在想,Mourou先生是否背离了初心而忘记了使命?当年大家都盯着扩大光束面积的时候,您不是另辟蹊径,提出了脉冲时域展宽吗?您现在怎么又回到了30多年前呢?

更危险的是,Mourou先生对正在挑战他的另外几种脉冲相干合成技术不屑一顾。这就给其他科学家赶超他提供了机会。现在,密西根大学的一个教授,已巧妙地用新技术将81个脉冲合成到了一起,相当于将展宽到了前所未有的81 ns,增加了脉冲能量进一步放大的空间。如此下去,CPA技术的大旗,恐怕就要易手了。

       “生活不是赛场,理想不容退场”。成也萧何,败也萧何。新的CPA技术现在虽然还不分胜负,但胜利永远属于不忘初心,不固执己见,勇于否定自己,不断开辟新路的人。也许这就是本次诺贝尔物理学奖及诺奖之外的故事给我们的启示。

(本博文已授权科学网公号发布)



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