走进诺贝尔奖

材料学等领域也有广泛的应用。

让激光变强变快

现在医院用激光做手术已经司空见惯。比如，近视眼患者会去医院做激光手术，对角膜进行修正。然而，激光手术用的激光并非普通的由激光器发出来的激光，而是经过处理后的激光。因为普通激光功率相对较小、脉冲波长相对较大，对角膜的切割精度较低、切割范围过大，甚至可能误伤角膜周围的眼组织。啁啾（zhou jiu）脉冲放大技术出现之后，激光眼科手术变得可能了。

1985年，穆鲁和斯特里克兰发现了一种方法，可以让激光的脉冲波长缩短，功率增强。他们把这种方法命名为啁瞅脉冲放大，英文简称CPA。所谓啁啾，是因为在初期通信研究中，脉冲信号变到音频时会发出一种声音，听起来像鸟叫的啁瞅声，故而得名。

穆鲁等人发明的啁瞅脉冲放大技术，就是让激光的脉冲发生快速变化。与众不同的是，他们采用了一种欲擒故纵的方法。他们本意是要放大激光的功率，以获得更强的激光。但是。这个大家都知道的思路并没有带来理想中的效果。实验小组的研究助理威廉姆斯提供了新的思路：是否可以先缩小再放大呢？后来的研究证明，这个思路是正确的。当时，正在攻读博士学位的斯特里克兰在导师穆鲁的指导下，顺利完成了这个实验，而威廉姆斯因为没有参与实验而与诺贝尔奖无缘。

为什么要经过拉伸、放大、压缩这样一个过程，直接对激光放大不是很简便吗？的确，最初科学家就是不断地放大激光，然后再加以压缩，以获得更强更快的激光。激光器在1960年问世后，在短短5年时间内，更高功率的激光器不断出现，但此后20年，激光器的功率便徘徊不前，因为过大的功率会将激光器核心部件的放大元件烧毁，导致整台仪器报废。

更强更快不仅是体育界的口号，也是激光科学家的追求目标。多年来，众多科学家一味想提升功率，很少有人逆向思维：要是先缩小激光功率，会怎样呢？穆鲁等人就采取的这种思路。他们先将激光拉伸，拉伸之后功率变小，就可以顺利地通过放大元件，将放大之后的拉伸激光再压缩，就可以获得短脉冲、高功率激光束了。

超强激光在核物理、粒子物理等物理学分支中得到广泛应用，利用这项技术，物理学家制造出超高速相机，利用飞秒量级的脉冲对原子和分子进行拍照，得以更好地洞察微观世界中的秘密。

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