近期，斯特拉斯克莱德大学主导制造出了能够反射或操纵光的激光驱动的“反射镜”。这项新研究发表在Communications Physics上。斯特拉斯克莱德大学物理系的Dino Jaroszynski教授领导了这项研究。他说：“高功率激光是一种工具，可以在医学、生物学、材料科学、化学和物理等许多领域进行研究。”
这项新研究利用对向传播激光束制造了层状等离子体反射镜。等离子体是完全电离的气体，构成了可见宇宙的绝大部分。对向传播的激光束在等离子体中产生拍波，促使电子和离子形成规则的层状结构，这就像一个非常坚固的高反射率的镜子。这种反射镜只在几皮秒内（不到10-11秒）短暂存在，它幽灵般的存在使非常强烈的激光得以反射或操纵。
瞬态层状等离子体被称为体积布拉格光栅，类似于晶体中的布拉格结构，直径只有几毫米。它具有开发成各种基于等离子体的高损伤阈值光学元件的潜力，可以实现占地面积小、超高功率的超短脉冲激光系统。
斯特拉斯克莱德大学的Gregory Vieux博士与Jaroszynski教授一起承担了科学技术设施委员会（STFC）的卢瑟福-阿普尔顿实验室（RAL）设计并进行了实验，他说：“这种生产瞬态、坚固等离子体镜的新方法可以彻底改变加速器和光源，因为它将使它们非常紧凑并能够产生超短时间的超强光脉冲，这比通过任何其他任何手段都要短很多。”
虽然这种“反射镜”只能存在很短暂的时间，但可以帮助减小超高功率激光器的尺寸。将目前超高功率激光器飞机库那么大的占地面积减小到大学地下室房间大小。它们有可能被开发成各种基于等离子体的高损伤阈值光学元件，从而实现占地面积小、超高功率的超短脉冲激光系统。
制造“镜子”和其他光学元件的新方法为开发下一代高功率激光器指明了方向，从数百拍瓦(1015 W)到艾瓦(1018 W)。
据Dino Jaroszynski教授介绍，该项工作通过提出创造光学元件的新方法，大大推进了高功率激光器的最先进技术，这些光学元件比现有的元件更加坚固，而且还具有瞬时性，这使它们变得独一无二。可以为高功率激光器提供一个范式的转变，这将刺激新的研究方向。提出的新方法也会引起开发和使用高功率激光器的不同群体的广泛兴趣。
该小组目前正计划进一步的原理验证实验，以证明等离子体光学元件的耐用性和保真度。
本文由光电汇杨帆编译，如需转载请注明。
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