2013年美国激光科技发展回顾

网讯：2013年，国内激光行业发展良好，各地政府也出台相关政策，大力支持激光行业做大、做强。温州、鞍山、天津等地激光产业园也纷纷成长起来。 激光器的升级、更新换代不断加快，国内的激光集成系统商的运用不断扩宽了应用行业，整体发展良好。相对于国内，国外在激光技术各个专业领域同样取得各项突破性进展，以及在激光科研项目及设备投资也不断加大，取得了具有里程碑意义的突破。比如在9月底，美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(National Ignition Facility)利用192束高能激光聚焦到氢燃料球上，创造高温高压以点燃核聚变反应。在试验中，反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量，此前，中国的“东方超环”托克马克装置也曾实现输出能量大于输入能量，但和美国国家点火装置存在一定差距。以下，OFweek激光网将一一盘点2013年美国激光科技发展状况。

　　1、由美国宇航局埃姆斯研究中心负责主管的“月球大气与尘埃环境探测器”(LADEE)上搭载了一台空间激光通信实验载荷，名为“月球激光通讯演示”(LLCD)。这台设备日前开始运行，向我们展示了在地球之外进行激光双向通讯是可行的，也让未来进行大量数据的星际激光传输成为可能。这项技术未来将可以让深空探测器得以直接向地球发送立体高清视频影像。

　　在近日开展的实际验证中，LLCD设备在38.5万公里的距离上，达到了622兆每秒的下载速度，上载速度也达到每秒20兆，从而创造了行星际数据通讯的速度新纪录。

　　2、美科学家根据纳什理论开发出一种制作3D图像的新技术，能够更准确地还原现实物体的形状，图像生成速度较通用算法提高了两个数量级。美开发成功一种“数学拼图”加密软件系统，现有计算能力花费数百年机时也无法破译。这是“软件混淆”加密技术首次得到实际应用。美利用超薄半导体砷化铟薄膜进行的实验首次证明，所有的二维半导体，包括受太阳能薄膜和光电器件行业青睐的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，都有一个通用的吸收光子的量子单位“AQ”。该结果加深了对于强量子限制效应下的电子—光子相互作用的基本认识，也为了解如何使二维半导体拓展出新奇的光子和光电应用提供了独特视角。

　　3、美利用斯坦福直线加速器中心的线性加速器相干光源X射线激光器发现，磁铁矿样本中的电子开关一次仅需万亿分之一秒，其速度是目前晶体管的数千倍。该研究首次揭示了这种材料中电子开关的“速度极限”，将有助于科学家研制出更“迷你”的晶体管，制造出速度更快、功能更强的计算设备。

　　4、在9月底，美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(National Ignition Facility)利用192束高能激光聚焦到氢燃料球上，创造高温高压以点燃核聚变反应。在试验中，反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量，此前，中国的“东方超环”托克马克装置也曾实现输出能量大于输入能量，但和美国国家点火装置存在一定差距。

　　据研究小组的报告称，在“点火”过程中，工程师们直接将点火装置的激光对准了含有氘和氚原子的燃料球，激光器随后以接近太阳中心的温度对原子进行加热。国家点火装置惯性约束聚变副主任约翰·爱德华兹表示，他们需要在一个非常可控的方式下利用激光束快速加热（点火要求在十亿分之一秒内），使目标物的最外层发生爆炸，目标物的剩余部分在强烈内爆的驱使下，内部燃料瞬间压缩，形成冲击波，进一步加热中心区域的燃料，导致可持续性燃烧，进而产生巨大能量。