科學家如何「凍結」萬億瓦雷射脈衝？單次測量技術大突破

研究人員開發出一項革命性技術，能單次精準測量超高功率超短雷射脈衝，解決長期以來難以捕捉其複雜波形的挑戰。這項突破對邁向極限能量與電漿光學的雷射科技至關重要。

印度塔塔基礎研究院（TIFR）團隊在光學頂刊《Optica》發表這項創新方法。現代雷射能產生人類已知最短的光脈衝，其瞬間功率甚至超越全球用電總量數個數量級。然而，測量這些脈衝的精確時間結構卻面臨重大技術瓶頸。

關鍵難題在於：當高強度脈衝穿透物質時會產生時間畸變，且功率越高畸變越嚴重。更複雜的是，雷射光束不同位置的脈衝時間剖面各異——光束直徑越大或介質穿透距離越長，這種空間畸變就越顯著。在超高功率領域，掌握光束各位置的脈衝持續時間至關重要。

TIFR團隊運用特殊儀器，透過「光譜干涉術」同步測量光束各空間點的時間剖面。這項與瑞典於默奧大學合作的研究，正好迎向雷射科技的新紀元：未來雷射將達數十兆瓦功率，光束直徑擴至數十公分，傳統測量技術已無法應對。

新技術的優勢更在於：超高功率雷射往往間隔數秒至數小時才發射單次脈衝，舊方法需取樣多次脈衝才能估算波形，過程繁瑣不堪。TIFR的方案完美解決此問題——真正實現單次測量！

隨著雷射峰值功率突破天際，傳統固態光學元件會因電離效應損壞，科學界正轉向使用電漿製作光學元件。但電漿的不穩定性會加劇脈衝時空剖面的畸變，而TIFR的方法恰能精準量測這些畸變。

這項技術能否成為所有超高功率雷射的通用解決方案？研究團隊給出肯定答案！這項突破將為雷射物理、電漿光學等領域開創全新研究維度。