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超快激光带来新的技术

发布:hustzjg    |    2010-05-31 09:37    阅读:1855
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      【中国光学期刊网讯】美国科罗拉多大学的物理系教授Margaret Murnane 和Henry Kapteyn 最近研制出桌面式X 射线激光器,可用于超高分辨率成像,也可能在医学、生物学和纳米技术方面开启一道崭新之门。他们对超快激光能够带来的新技术做了展望。

      Margaret Murnane 和Henry Kapteyn,以及他们在科罗拉多大学一个联合室(JILA)、国家标准局(NIST)的研究小组为制造出X 射线激光器奋斗了十来年。Murnane 说:“我们的目标是能够产生在X 射线波段内的激光束,并能在空间和时间上都聚焦得很好。如果一旦产生这样的相干光源,则可用于极高分辨率的三维成像,而现在我们已经很接近这个目标了。”为此,Murnane 和Kapteyn 还在圣地亚哥举行的美国高等科学学会(AAAS)年会上做了题为“下一代超快光学工具的产生和应用”的报告。当前的大多数X 射线激光器都依赖于激光聚变装置,产生很高的功率,其尺寸甚至比一个足球场还大,所以很难应用于实际生活中。而Murnane 和Kapteyn在一个桌面大小的平台上利用超强飞秒激光联合成千上万的光子可产生类X 射线到软X 射线波段内的激光束,而且他们相信继续研究可产生硬X 射线波段的激光。Kapteyn 认为这种技术可使医院X 射线成像的分辨率提高一千倍以上,因为医院使用的X 射线是自然光源,而不是相干光源。在普通的X 射线腔中,电子从被加热的细丝中脱离出来,而后在环境的腔中被强电场加速,加速过程中辐射出不相干的X 射线光源。而在桌面式X 射线激光源中,电子并不是从加热的细丝中脱离出来,而是被一束超强激光激光激发出来,被激发出的电子继续加速,而后又被拉回到离子中,其释放的能量为一个X 射线光子的能量。因为激光控制了电子的动量,因此发射出的X 射线还能保持激光的相干性。Kapteyn 说到:“建立桌面式X 射线激光器只是开始,也可将这种原理应用于核磁共振成像(MRI),这也是医学诊断的一项基础研究。”

      Murnane 和Kapteyn 最近被美国物理学会授予Arthur L. Schawlow 奖,以表彰他们在超快激光科学、相干软X 射线光源的开拓性工作。图为科罗拉多大学的Margaret Murnane 教授。


编译自:http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=41204  

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