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2018年諾貝爾物理學獎回顧:光鑷和超短光脈沖

發布時間:2025-10-27閱讀(1)

讓我們先從光開始。如果你看過《星際迷航》,那你可能會對里面的“牽引光束”有印象。而光就是一種“牽引光束”,只不過它適用于非常小的物體。例如DNA或蛋白質,我們可以用光鑷抓住它們,并將它們移動到任何想要的地方。

現在,把球換成光子,把墻換成鏡子。雖然光子沒有靜止質量,但根據愛因斯坦的相對論,光子也具有動量。當一束光照射到鏡子發射回來的時候,就像球與墻壁的例子,它的動量發生改變。由于動量是守恒的,鏡子的動量必須朝反方向增加,也就說說光正在推動鏡子。

產生高強度超短光脈沖的方法,他們稱為“啁啾脈沖放大”(CPA)。一根激光筆,按下開關后激光會連續發出光束。假如這根激光筆的功率是1瓦,它代表著激光每秒一焦耳的光能。假設我們采用相同的平均功率輸出,但以多個短脈沖將其分配出去:平均功率是相同的,但是峰值功率要高得多。諾貝爾獎中提到的超短脈沖通常只有飛秒長,那么脈沖期間的峰值或最大功率可以達到1000萬億瓦。

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