激光器發(fā)明至今，功率的不斷提升一直備受業(yè)界關(guān)注，截止目前，激光器的功率已經(jīng)達(dá)到了PW（拍瓦，10¹⁵ W）級別，例如歐洲的10 PW激光器、中國的5.3 PW激光器以及擬建造的100 PW激光器。在此PW激光器的潮流下，密歇根大學(xué)也在美國國家科學(xué)基金會1850萬美元的支持下建立3 PW的ZEUS激光器，并將其建立為聯(lián)邦政府資助的國際用戶設(shè)施，該項目預(yù)計于2022年開始其首次試驗。

ZEUS全稱為“zetawatt-equivalent ultrashort-pulse laser system（zetawatt 等效超短脈沖激光系統(tǒng)）”，是一種可以模擬產(chǎn)生比3 PW強(qiáng)大約100萬倍的激光器。其研究人員表示，在激光器最初開始運行時，將在單個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)以1/6的峰值功率（即0.5 PW）啟動實驗，并以每秒1~5個超短脈沖的速度向外發(fā)射，其每個脈沖持續(xù)20~50千萬億分之一秒，可輕易將氣體原子轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體，以實現(xiàn)極端等離子體物理學(xué)的基礎(chǔ)研究。且該系統(tǒng)將在兩年內(nèi)逐步提升至滿功率，并計劃于2023年10月開始其正式實驗和用戶操作。

此外，該裝置最終會將全功率激光束發(fā)送到真空室中，一方面將激光束聚焦在氣體目標(biāo)上，另一方面產(chǎn)生沿相反方向傳播的碰撞電子束，以此完成對更高功率激光器的模擬發(fā)射，其功率預(yù)計可達(dá)到zetawatt（10²¹ W）級別。

ZEUS的項目經(jīng)理 Franko Bayer還表示：“與造價數(shù)十億美元的大型粒子加速器相比，這種用‘桌面’激光技術(shù)制造的極端等離子體為物理學(xué)基礎(chǔ)研究提供了一種成本更低的替代方案。”

本文由光電匯編輯王越根據(jù)photonics內(nèi)容整理，如需轉(zhuǎn)載請注明。

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