自由电子激光器获得创记录输出

美国能源部托马斯·杰菲森国家加速器装置的科学家已使该装置的自由电子激光器在 3.1μm处达到 1.72 k W的世界记录 ,将其推入可供许多实际应用的阶段。该激光器发射近衍射极限光束 ,以 18,37或 75 MHz的重复率产生约 1ps的脉冲。该装置 1998年 6月首次出光 ,当时的输出功率为 15 5 W,高于此类自由电子激光器输出的 10倍。此激光器由一超导射频直线加速器供能 ,后者又由一激光激励的电子源馈入 ;总长度约 5 0 m。电子源由将光电阴极蒸发出电子的倍频 Nd∶ YL F激光器组成 ,其重复率决定了自由电子激光的重复率。据该项目经理Fred Dylla…     

美杰斐逊实验室为导弹防御改进自由电子激光器

一直在建造世界上最高功率自由电子激光器（FEL）的美国杰斐逊实验室目前正计划进行一系列改进，使他们的FEL在未来几年能满足各种防御需要，其中包括导弹防御。海军一直是该实验室FEL工作最大的赞助者。海军对这一代激光器已投资了１１８０万美元，并且还将花费１５００万美元将该激光器功率提高到１０kW。海军多年来一直在参与开发定向能技术，但由于大量的技术问题，特别是化学激光器的工作波长，使其发射的激光在到达目标之前就被大气吸收，因此他们已经放弃了高功率化学激光器的开发，但对利用激光器保护舰船对付巡航导弹一直颇有…     

美国研制出“自由电子”激光器

美国专家最近研制出一种能发射多种波长激光的“自由电子”激光器。这种装置能应用在军事和民用科技领域。美国海军研究局和“托马斯·杰斐逊”国家加速器实验室的专家通过加速使电子获得了极高的能量 ,并在这种高能电子环境中开发出了激光。研究人员将其称为“自由电子”激光。之后 ,专家又制作出了能发射“自由电子”激光的激光器 ,其生成激光的波长可分别达到红外波段、可见光波段和波长比可见光更短的紫外波段。其中 ,红外波段的激光能量最高 ,其功率可达 1 0 0 0 0W。紫外波段的激光功率为 1kW。此外 ,“自由电子”激光器能发出极短的…     

无镜自由电子激光器实现"饱和"发射

美国阿贡实验室的一个科研小组在无镜单通自由电子激光器中已达到自放大自发辐射饱和，其波长比从前这种无镜自由电子激光器的记录短1000倍以上。该小组展示了在可见光波长（530 nm)和紫外波长（385 nm)上指数增长和饱和的预言。该室研究人员报导了他们在Stephen Milton和Efim Gluskin领导下。逐步向X射线自由电子激光趋近的过程。同步辐射研究的历史仅有45年，真正的突破也只在屈指可数的几年里。据阿贡先进光源实验室副主任David Moncton说，他们的工作是突破中的一项。与普通激光器不同，该室的无镜自由电子激光器用强流电子加速器和…     

自由电子激光器能量回收系统

美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室的科学家已成功地试验了一种能量回收系统，用以回收能量供该室自由电子激光器运转之用。     

美国研制出自由电子激光器

美国海军研究局和托马斯.杰斐逊国家加速器实验室的专家通过加速使电子获得了极高的能量,并在这种高能电子环境中开发出了激光。研究人员将其称为“自由电子”激光。之后,专家又制作出了能发射“自由电子”激光的激光器。其中,红外波段的激光能量最高,其功率可达10000W;紫外波段的激光功率为1000W。“自由电子”激光器能发出极短的光脉冲,其持续时间不足万亿分之一秒。美国海军机构和美宇航局都曾测试过“自由电子”激光器。专家认为,该激光器发射的红外波段能用来保卫水面舰艇。另外,“自由电子”激光器还能在生物医学、材料科学、纳米技…     

激光传能研究新进展

1999年10月,参众两院委员会批准了一项1000万美元的国防预算,用于能源部托马斯.杰弗逊实验室的国家加速器实验室的自由电子激光器升级。对利用自由电子激光器从地面向在轨人造卫星传送能量感兴趣的研究者来说,该预算的通过无疑是个好消息。1998年夏天杰弗逊实验室宣布他们已成功演示1.7kW自由电子激光器,这对劳伦斯.伯克利国家实验室的物理学家AlexanderZholents是个好迹象。他说杰弗逊实验室的实验表明,通过设计规范升级,自由电子激光功率可控制地按照预想增加。“这表明他们可以达到设计目标。”如果折衷的国防预算最终被国会和总统批准…     

高能激光未能摧毁导弹

1981年6月1日，美国空军进行了以高能激光器反空中发射的响尾蛇空对空导弹的首次机载试验，未获成功。该试验是在加利福尼亚洲柴纳湖海军武器中心附近进行的，使用了美国空军波音NKC-135机载激光实验室。该实验室装有功率为400千瓦的气动激光器,发射的波长在光谱的红外部分，即10.6微米。安装在目标导弹中段的传感器表明，激光束至少有一段短时间对准了靶。空军正在分析试验的数据，以便确定未能摧毁响尾蛇导弹红外传感器红外自导头整流罩的原因，该舱是导弹中最脆弱的部分。     

范德比尔特把自由电子激光用于脑手术

20 0 0年 1月份范德比尔特大学的一名外科医生用自由电子激光器发出的 6 .45μm红外脉冲 ,从病人的脑中切除了一个高尔夫球大小的脑瘤。这是自由电子激光器用于人类外科手术的首例。W.M.Keck基金会自由电子激光中心的临时指挥 David Ernst说 :“在美国 ,除杜克大学 ,再没有别人有这样的红外激光器具有在探测医疗应用方面所需的功率和脉冲结构。范德比尔特是唯一可进行人类手术的地方。”自由电子激光在红外区内可调谐范围很大从大约 2μm到 9μm,而且功率很大。范德比尔特的激光器可提供高于其他红外激光器三到四个数量级的功率。它可在一…     

第一台发射可见、近紫外激光的高功率激光器

阿符科·埃佛雷特实验室宣布,第一台发射可见光的激光器已成功运转，并能按比例放大到高功率输出。3月23日这台新的氯化汞激光器初始运转，该室主要科学家J. H. Pierce在最近召开的两年一次的激光工程和应用会议上对此作了讨论。     

Ar—Xe激光器：通向耐用、全电力舰载定向能武器之路

高能激光器很久以前便展示出为舰队防卫掠海飞行中导弹的潜力,这种能力可大大降低反舰巡航导弹对舰队的威胁。海军研究实验室在海军研究局主持的5年科学和技术计划之基础研究部分——“6．1计划”中研究了电子束泵浦的Ar—Xe激光器。结果表明,Ar—Xe激光器具有满足海军安全、功率、尺寸、光束质量、电驱动和大气传输等要求的巨大潜能。     

自由电子激光器的联合研究

战略防卫倡议组织和美国陆军战略防御指挥部正在新墨西哥州白沙导弹靶场建立一个重要的新研究项目，它称为陆基自由电子激光器技术综合实验。它将包括目前正在劳伦斯·利弗莫尔实验室和洛斯·阿拉莫斯实验室所进行的项目。两种候选加速器方案，即分别在洛斯·阿拉莫斯和利弗莫尔发展的射频直线加速器 和感应加速器正在和自由电子激光实验一起进 行探索。如果获得成功，这个实验将增加激光系统摧毁入侵导弹的希望。     

等离子体激光器

亳米波与近红外波段间一个重要空白区巳由等离子体激光器填补。 一种新的、较其它任何一种激光器可能有更宽的可调谐范围、更高的功率和效率的激光器已由哥仑比亚大学和海军研究所的科学家小组研制和试验。所谓“等离子体激光器”，它是由处于等离子体态的自由电子以集合式发射光的。     

跨过拍瓦的门槛

三十多年来,劳伦斯·里弗莫尔国家实验室的激光计划在推进激光技术的极限上已赢得世界性的声誉。但是,只有极少的成就能与1996年5月23日早晨该室工作人员刚刚使用的一种革命性激光器媲美。该装置产生101~(15)W功率,创造了一项世界纪录。     

高功率激光可以引发核裂变

卢瑟福·阿普尔顿实验室的科学家已经演示 ,现有的高功率激光器可在一些核物理和等离子体物理实验中取代核加速器。在较为普通的实验中 ,他们已用太瓦级激光产生等离子体感生 γ射线 ,具有足够的能量以引发核裂变。劳仑斯·里弗莫尔国家实验室的另一研究组已用拍瓦激光器获得核裂变。虽然两者的研究有些差别 ,但其实验均演示激光感生核裂变的可能性。英国科学家的实验使用卢瑟福的“火神”激光器。这是一个高功率 Nd∶玻璃激光系统 ,可在 1 0 5 4nm产生纳秒脉冲 ,能量高达2 .6 k J,或皮秒脉冲 ,功率为 1 0 0 TW。该激光使用啁啾脉冲放大 ,…     

媒体扫描

自由电子激光波长突破 2 0 0 nm　　俄罗斯建造的 OK- 4激光器成为第一台以低于2 0 0 nm的深紫外波长 (“真空”紫外 )发射的自由电子激光器 ,它在杜克大学成功地发射了 193.7nm这样极短波长的激光。激光物理学家认为 2 0 0 nm是自由电子激光特有的技术障碍 ,因为用于产生自由电子激光的反射镜在如此短的波长下通常损耗非常高 ,并迅速退化。杜克大学物理学副教授 Vladimir L itvinenko说 :“这是我们的‘千年虫’问题。我认为在公元 2 0 0 0年前自由电子激光波长无法达到 2 0 0 nm”。包括准分子激光器在内的某些常规激光器可利用其他材料…     

舰载自卫兆瓦级自由电子激光器概念

高效率兆瓦级自由电子激光定向能武器系统具有高功率运行的潜力，并可调谐至所有红外波长，有希望满足未来海军舰船对舰载自卫武器的要求。为了满足舰载武器的集装和原动力的限制超导射频加速器驱动的自由电子激光器能达到的功率效率和高加速梯度很有吸引力。     

用自由电子激光产生高次谐波

布鲁克海文国家实验室与阿贡国家实验室已演示一种高增益谐波产生自由电子激光器 ,他们希望它能导致发展出硬 X射线激光。其原理论证实验已有叙述 ,在布鲁克海文用一 0 .5MW CO2 激光的 2 0 0 ps1 .0 6 μm脉冲作种籽脉冲。种籽脉冲在一次波荡器与 4 0 Me V电子束相互作用 ,产生能量调制。色散磁铁将此能量调制转化为相干空间密度调制 ,在第二波荡器产生 5.3μm相干光。研究者计划用 Ti∶宝石激光器的 2 6 6nm的三次谐波作种籽 ,输入该装置 ,产生真空紫外光。进一步的实验可使用更多的增益级 ,使输出提高至 X射线区。用自由电子激光产生…     

第二台自由电子激光器在美国海军研究所运转

在海军研究所运转的自由电子激光器——仅是公开报导的第二台——产生的输出功率差不多比1977年斯坦福大学研制的第一台自由电子激光器高五个数量级[LF May′77 p42]。海军研究所和哥伦比亚大学的物理学家们合作的结果，与斯坦福系统的3.4微米、7千瓦相比，海军研究所的激光器在400微米处，产生近109瓦的峰值功率输出。     

自由电子激光器输出性能的研究

研究了自由电子激光器的输出功率,指出红外波段的自由电子激光器将较紫外波段器件容易获得高功率输出;讨论了相对论电子束的脉冲宽度和共振腔透过率的选择,获得了超辐射输出的工作条件;讨论了相对论电子束能量发散度Δγ_0/γ_0对激光能量转换效率的影响。