那话说回来,这个“阿秒激光”到底是个啥东西?经过talk君这两天的研究,终于梳理了一个大概,借此机会也分享给在座的各位,希望本文能帮助你增加饭后谈资。
有人就要说了,这不是废话吗,小时候谁没玩过激光笔?你别说,还线块钱就能在校门口小卖部买一只激光笔,但那时似乎只有红外的激光,现在都是五颜六色的。ok,下面就是知识点了,这些五颜六色的激光,其实本质上就是激光的频率,或者说波长。
20世纪60年代,美国加州休斯实验室的梅曼研发出了世界上的第一束激光,英文名称为“Laser”。而“激光”一词则是我们中国著名物理学家钱学森取其意为其命名的。
好的,那激光大家都知道了,我们开始说说什么是阿秒激光,但别急,在此之前,你有必要了解另一个名词“脉宽”。
脉宽也叫“脉冲宽度”。根据发光维持的时间的长短,激光一般被分类为连续激光和脉冲激光。连续激光能够在长时间内持续产生激光,但输出的功率较低。而脉冲激光工作方式是在一个个间隔的小时间段内发射光脉冲,其峰值功率很高。
听到这有点懵了吧?举个例子,滋水枪玩过吧?现在很多滋水枪已经从曾经的手动变为了电动,还分为不一样的模式,比如扣动扳机,水流会连续不断的从枪口喷出,比如这样:
但我们人的眼睛有视觉残留,当发射的频率快到某些特定的程度,我们就看不到一颗颗激光“子弹”了,我们正真看到的依然是一束连续的激光。
而“脉冲宽度”,指的就是激光脉冲的间隔时间单位,也就是每一发“水弹”之间的发射间隔。如果每隔1秒发出一颗激光“子弹”,它的脉宽就是1秒。但作为激光来说,1秒的时间太慢了,随着激光技术的持续不断的发展,激光的脉冲宽度也在不断缩小。
比如“纳秒光”,也就是也就是 10 亿分之一秒;再小一级为“皮秒光”,1 皮秒等于 1 万亿分之一秒;还有更小的“飞秒光”,1 飞秒等于1000 万亿分之一秒,以及再小一级的也是今天我们诺贝尔物理学奖所涉及到的“阿秒光”了,1 阿秒等于 100 亿亿分之一秒。
这么说可能还没什么概念,我们换算一下比例,如果把1阿秒比作1秒,如同将1秒比作317亿年,赶上宇宙诞生时间的2倍了。这是一个非常短暂的时刻,但有巨大的应用潜能。
总结来说,阿秒激光是一种特殊的短波脉冲激光,它的特点是脉冲维持的时间极短。
现在你应该大致了解什么是阿秒激光了,那我们再来聊聊这个阿秒激光到底有什么用?
首先,我们仍旧是举个例子,我们都知道比如猎豹、狗、马等四肢动物在高速奔跑的时候,会有一瞬间四肢是悬空的,但由于速度太快,我们肉眼是基本看不到的,但如果用高速相机拍摄的话,就可以完全捕捉到了。
举这个例子是想说明,当我们提高相机的快门速度(时间分辨能力),就可以让我们对事物的认识提高到一个新的水平。
很多的物理、化学的发生过程,维持的时间都极其短暂,换句话说,这些现象发生在一瞬间,以至于我们曾经无法清晰地去观测这些过程。但当我们对世界观察的时间尺度达到了阿秒量级,让我们拥有了和这些瞬间发生的事物同样快的观察和研究手段。
尤其在科研领域,阿秒脉冲光被大范围的应用于超快物理学、光谱学、化学反应动力学等领域。例如,通过阿秒脉冲光可以观察和探究分子、原子和材料在光场中的行为和动态,为研究微观世界的物理规律提供新的工具。
阿秒激光的出现,提高了我们探求自然、理解世界的能力。跟着时间的推移和技术的持续不断的发展,我们始终相信,阿秒激光技术一定会在更多领域展现出它的价值,为人类的进步贡献出它的力量。
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