초고속 초강력 레이저의 발전 추세와 과학 응용 연구.
레이저가 나타난 후 클램핑 기술을 통해 펨토초 (10–15S) 초고속 시대로 진입하여 물리학, 생물학, 화학, 재료 등 최첨단 기초 과학 연구에 빠르게 응용한다. 제발 교수는 펨토초 화학 분야의 획기적인 연구로 1999 노벨 화학상을 수상했다. CPA (펄스 증폭 기술) 는 레이저를 초강력 시대 [1] 로 더욱 끌어올렸고, 관련 과학자들은 20 18 년 노벨 물리학상을 수상했다.
초고속 초강력 레이저는 초고속 시간 영역 특성과 초고 피크 전력 특성을 지닌 특수 라이트 필드를 말하며, 실험실에서 인류를 위한 전례 없는 초고속 시간, 초고강도 필드, 초고온, 초고압 등 극단적인 물리적 조건을 만들어 물리적, 화학, 생물학, 재료, 의학 등 최첨단 과학 및 교차 학과의 발전과 발전을 크게 촉진시켰다. 초고속 초강력 레이저는 인간인지의 최전선 기초과학 연구를 확대하는 가장 중요한 도구 중 하나이며, 어떤 면에서는 독특하고 대체할 수 없는 연구 수단이라고 할 수 있다.
초고속 초강력 레이저 기술은 최첨단 기초과학 연구의 지속적인 확장을 촉진하는 동시에, 자신의 끊임없는 심화 탐구로 인해 최첨단 기초과학 연구의 새로운 생산능력 지원 수요에 직면해 레이저 기술 체계의 발전에 강력한 견인력을 부여한다. 이 글은 초고속 초강력 레이저의 발전과 과학 응용 수요, 국내외의 기술 발전 상황을 중점적으로 정리하고, 이를 바탕으로 우리나라 이 분야의 발전 목표와 중점 방향에 대해 논증과 분석을 진행하여 우리나라 레이저 기술의 꾸준한 발전을 위한 방향 참고를 제공하였다.
둘째, 초고속 수퍼 레이저의 응용 및 개발 요구 사항 분석
초고속 초강력 레이저는 관련 프론티어 기초과학 연구에서 응용과 확장을 통해 레이저 매개변수를 더욱 보완하고 레이저 펄스의 다른 파라미터를 탐구하며 초고속 초강력 기초과학 연구를 더 깊은 물질적 수준으로 끌어올려야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 초강력, 초강력, 초강력, 초강력, 초강력, 초강력, 초강력) 최전방 과학 연구 목표에 따라 이 분야의 향후 응용 및 개발 수요는 다음 두 부분에 집중되어 있습니다.
(1) 초고속 레이저 및 그 과학적 응용
이 방향의 향후 발전 수요는 아초 레이저, 심지어 펨토초 레이저로 세분화될 수 있으며, 다차원 매개변수가 정밀하게 제어되는 자외선-테라헤르츠 전체 밴드 펨토초 초고속 레이저로 세분화될 수 있습니다.
아초 레이저와 펨토초 레이저는 펄스 폭이 더 짧은 초고속 레이저를 추구해 물질에서 더 빠른 과정을 연구하기 때문에 펄스 에너지가 더 높고 펄스 폭이 더 짧으며 광자 에너지가 더 높은 고성능 아초 (10–18S) 레이저를 개발할 필요가 있다. 아초 펄스의 광자 에너지는 하드 X-레이와 감마선 벨트로 밀려나고, 펄스 폭은 초 시간 척도 (10-2 1s) 로 밀려 인류가 탐색할 수 있는 물질 층을 원자/분자 수준에서 핵 척도 [2] 로 밀어낸다.
펨토초 시간 척도는 원자/분자, 재료, 생물단백질, 화학반응 등 풍부한 물질체계의 초고속 과정에 해당하며 광범위하고 중요한 응용이 있다. 연구가 더 발전하고 깊어짐에 따라 이러한 초고속 프로세스를 제어하기 위해 더욱 풍부하고 복잡한 초고속 동적 프로세스를 탐구할 필요가 있습니다. 초고속 레이저의 다차원 매개변수 특성을 조절하고 활용하기 위해서는 펨토초 레이저의 스펙트럼을 적외선-테라헤르츠 밴드와 진공 자외선-극자외선 밴드로 확장해야 할 뿐만 아니라 시간 영역, 진폭, 위상, 스펙트럼, 편광 및 공간 모드를 포함한 다차원 매개변수가 정확하게 제어되는 펨토초 초고속 레이저를 개발해야 합니다. 극자외선-테라헤르츠 전체 밴드 다차원 매개변수가 정밀하게 제어되는 펨토초 초고속 레이저로 대표됩니다.
(2) 슈퍼 레이저 및 그 과학적 응용
위치 및 적용 목표에 따라 이 방향은 낮은 반복률의 최고 전력 편경사 레이저와 높은 반복률의 초고평균 전력 편경사 레이저로 나눌 수 있습니다. 여기서 낮은 반복 주파수는 레이저 펄스 반복 주파수가 10 Hz 이하이고, 높은 반복 주파수는 레이저 펄스 반복 주파수가 1 kHz 이상이라는 의미입니다.
초강력 레이저를 이용해야만 인간은 실험실에서 우주별과 원자핵 내부만의 극단적인 물리적 조건을 만들 수 있다. 낮은 반복률의 초고 피크 전력 레이저를 이용하여 레이저 입자 가속, 광핵물리학, 감마선 충돌 등 최첨단 물리적 문제를 연구할 수 있다. 실험실에서는 초신성 폭발, 태양광반, 블랙홀 흡착판 분출 등과 같은 천체물리학 현상도 연구한다. 거시적으로 중력파, 암흑물질, 진공물리학 등 인간이 모르는 최첨단 기초과학도 연구할 수 있다. 레이저 입자 가속기, 핵진화 등 핵물리학, 고에너지 물리학, 레이저 융합 에너지의 새로운 방법, 레이저 핵의학 등 국가의 중요한 이론과 실험 연구의 요구를 충족시키기 위해 낮은 반복률 초고 피크 전력 레이저는 중요한 과학 연구 도구를 제공한다.
국가 전략 수요와 관련된 응용 분야 (예: 우주 안전, 우주 환경 물리학 등). 높은 평균 전력의 초강력 레이저는 중요한 구동 도구이며, 특히 우주 특수 환경에 적응할 수 있는 고반복률 초강력 레이저입니다. 높은 반복률, 높은 평균 전력의 초강력 레이저는 초강력 양성자 빔, 전자빔, 중성자 빔, X 선, 감마선을 만들어 초테라헤르츠 펄스 등 2 차 초강력 광원을 새로운 도구로 만들어 광핵반응, 레이저 추진, 핵융합 에너지, 핵폐기물 처리, 질병 치료 등 더욱 선진적인 기초과학 연구와 실제 응용으로 확대할 수 있다.
셋째, 국내외 초고속 초 레이저 연구 현황
(1) 초고속 레이저 및 그 과학적 응용
1. 초 초고속 레이저
최근 20 년간의 발전 과정에 따르면 아초 펄스 광대역 고조파가 응용 프로그램을 확장하는 근본적인 제한은 단일 펄스 에너지가 낮으며, 국제 주류 솔루션은 고전력, 장파장의 펨토초 초고속 레이저 시스템을 구축하는 것이다. EU 는 수억 유로를 투자하여 헝가리에 극단적인 광학 장치인 ELI-ALPS (Eli-Alps) 를 설립하여 두 개의 와트 레이저 시스템을 통해 높은 피크 전력과 높은 평균 전력의 아초 펄스 [3] 를 발생시켰다. 장파장 중 적외선 펨토초 레이저 펄스 시스템은 광자 에너지가 더 높고 펄스 폭이 더 짧은 아초 펄스 [4] 를 생성할 수 있기 때문에 많은 연구기관이 이 분야에 종사하고 있다. 높은 반복률 아초 레이저 연구도 중요한 진전을 이루었다 [5]. 또한 X 선 자유 전자 레이저 (XFEL) 가 아초 펄스를 생성하는 것도 초보적인 검증을 받았다. XFEL 은 고광자 에너지 (하드 X-레이 및 감마선 밴드) 를 생성하는 고전력 아초 펄스에 어느 정도 장점이 있습니다.
국내 아초 레이저 연구는 주로 중국과학원이 소속된 상하이 광학정밀기계연구소, 상해물리학연구소, Xi 안광정밀기계연구소에 집중되어 있다. 전반적인 배치가 비교적 늦었기 때문에, 현재의 연구 수준은 여전히 비교적 뒤떨어져 있다. 2009 년 상하이 광학 정밀 기계 연구소는 아초 펄스 체인의 펄스 폭을 측정하고 푸리에 변환 한계 근처에서 아초 펄스 레이저를 얻었다. 20 13 년, 물리학에서 단일 아초 펄스를 생성 및 측정하여 펄스 폭이 160 as 인 펄스 레이저를 얻었습니다. Xi 광학 정밀 기계 연구소는 아초 펄스 레이저 연구에서 많은 임무를 맡았다. 화중과학기술대, 화동사범대, 베이징대, 국방과학기술대 등 국내 고교들도 아초 레이저 연구를 진행하고 있다. 또한 일부 연구기관들은 고전력 레이저의 고에너지 전자와 감마선 생성을 가속화하는 데 일련의 작업을 벌이고 있다.
펨토초 초고속 레이저
비선형 광학 방법을 이용하여 국제적으로 펨토초 레이저의 파장을 가시-근적외선 대역에서 짙은 자외선-자외선 및 적외선-테라헤르츠 대역으로 확장했습니다. 자유 전자 레이저도 진공 자외선과 극자외선 밴드, 테라헤르츠 초고속 펨토초 레이저를 얻어 에너지, 파장 조정 등의 장점을 가지고 있지만 관련 부품은 비교적 복잡하다. 더욱 복잡하고 풍부한 초고속 역학 과정을 연구하기 위해 다중 매개변수 라이트 필드 정밀 조절과 다중 파장 펨토초 초고속 레이저도 개발되었습니다.
국내의 많은 연구팀이 상업적으로 수입한 펨토초 레이저를 직접 사용하고 비선형 효과를 겹쳐 파장 등을 확장하는 등의 매개변수를 사용하고 있다. 상해광기소, 상해과학기술대, Xi 교통대학 등은 일련의 광장 정밀 제어와 다파장 초속 레이저 연구를 마쳤다. 20 19 년 중과원 대련화물화에 건설된 자유전자레이저가 가동돼 50~200 nm 진공자외선과 극자외선 대역에서 파장 연속 조절이 가능한 초고속 레이저 출력을 이뤄냈고, 펨토초 초고속 레이저는 기초과학연구에서 지지와 확장 역할을 했다 [6]. 중국공학물리학연구원은 자유전자레이저를 이용해 테라헤르츠 밴드의 초고속 레이저 출력을 실현했다.
(2) 슈퍼 레이저 및 그 과학적 응용
이 분야의 국제 연구는 빠르게 진행되고 경쟁이 치열하다. 세계에는 이미 50 여 세트의 기와레이저 장치가 건설되었다.
1. 낮은 반복률 초고 피크 전력 레이저
유럽연합, 미국, 일본, 한국, 러시아 등 국가 또는 지역에 모두 10 와트 레이저 중대 과학장치를 건설하고 있다. 최근 많은 국가에서 100~200 PW 주요 레이저 과학 장치 개발 계획을 제시했습니다. 유럽연합 10 여개국의 거의 40 개 과학기구가 200 PW 초강력 레이저 장치를 개발하기 위한 초강력 광학 인프라 (ELI) 프로그램을 공동으로 제시했으며, 유럽연합의 미래 과학기기 개발 로드맵에 포함되었습니다. 20 19 년 10 PW 의 초강력 레이저 출력 달성 [8]. 프랑스 아포론 레이저 장치 [9] 는 20 17 년 5 PW 레이저 출력을 달성했고, 20 18 년 10 PW 레이저 출력을 달성했으며, 더 높은 지표 출력은 현재 지연되고 있다. 영국 Vulcan 레이저 장치 [10] 는 광 매개변수 OPCPA (Opcpa) 기술을 사용하여 최대 출력 전력을 기가와트에서 10 기가와트로 높일 계획입니다. XCELS 는 러시아의 극단적인 광학 연구에 200 PW 의 최고 전력을 달성하는 것을 목표로 하고 있습니다. 건설할 레이저 장치에는 12 대의 초강력 레이저, 전력 15 PW, 펄스 폭 25 fs, 코 히어 런트 합성 기술로 레이저 출력 [1 1] 이 포함됩니다. 일본의 레이저 빠른 화재 실험 프로젝트 (LFEX) 는 피초 규모, 펄스 에너지 2 kJ 의 와트 레이저 출력을 달성했으며, 주로 빠른 화재 레이저 핵융합과 천체물리학 연구에 쓰인다. 한국 광주과학기술원 (GIST) 은 티타늄 사파이어 CPA 방안에 따라 중복률이 0. 1 Hz 인 4.2 PW 레이저 출력을 달성했다. 미국 로체스터 대학의 OMEGA EP 장치는 레이저 출력 능력이1KJ/1PS/1PW 로 10W 급 슈퍼레이저의 개발 아이디어를 동시에 제시했다.
우리나라의 저반복률 초고 피크 전력 레이저 연구 방향은 일찍 시작되어 이미 실력이 풍부하고 계단 팀의 합리적인 연구팀이 형성되었다. 1996 이후 1 전국 강장 레이저 물리학 학술회의가 2 년마다 열리면서 관련 분야의 학술 교류 및 연구 진척을 크게 촉진시켰다. 최근 몇 년 동안 우리나라는 이 방향에서 몇 가지 중요한 연구 성과를 거두었는데, 그 중 일부는 이미 국제 선두 수준에 처해 있다. 20 17 년, 중국공학물리학연구원은 대구경 삼보산 리튬 (LBO) 결정체와 OPCPA 기술경로 [13] 를 기반으로 5 PW 에 가까운 초강력 레이저 출력을 얻었다. 상해광기소는 20 16 년 국제적으로 5 PW 레이저 출력을 최초로 달성했고, 20 17 년 [14] 구현 10 PW 확대 출력을 달성했다. OPCPA 기술을 이용하여 1 PW 의 레이저 출력 [15] 을 달성했습니다. 20 18 년 국제 최초로100W 초강력 레이저 장치 건설을 시작하다. 이 밖에도 일부 고교들은 최근 수십 개의 와트 레이저 장치를 건설하는 계획 구상을 제시했다.
2. 높은 반복률과 높은 평균 전력의 슈퍼레이저.
이 방향의 기술적 방법은 주로 원반 초고속 레이저와 광섬유 초고속 레이저로 나뉜다. 게인 매체의 열 효과 관리 문제를 해결한 후 디스크 레이저는 평균 전력이 kW 인 출력을 얻었다. 광섬유 펨토초 레이저는 발열이 좋고, 통합이 편리하고, 빔 품질이 좋고, 변환 효율이 높다는 장점을 가지고 있으며, 반복 주파수가 1 MHz 이상인 레이저 증폭을 실현할 수 있으며, 최근 몇 년 동안 급속히 발전해 왔습니다. 비선형 효과의 한계로 광섬유의 CPA 출력 에너지와 전력이 모두 높지 않다.
20 12 년, 국제 유명 학자 Mourou 교수는 유럽연합에서' 국제 확대 관련 네트워크 (ICAN)' 프로젝트 [16] 를 시작하여 광섬유 기반 펨토초 레이저 및 번들 기술의 발전을 촉진하여 높은 반복률을 실현하도록 했다. ICAN 프로그램 (10j/100FS/10KHz 초강력 레이저 예를 들어, 16 광섬유 펨토초 레이저는 평균 전력이 kW 인 높은 반복률 레이저 출력을 얻기 위해 결합되었습니다. 공간 코 히어 런트 번들 (16 32) 과 시간 코 히어 런트 빔 또는 펄스 중첩을 결합한 새로운 기술 솔루션은 300 fs/ 100 TW 초강력 레이저 출력 [17] 을 더욱 경제적으로 실현할 것으로 예상됩니다.
국내에는 높은 반복률, 높은 평균 전력 초강력 레이저의 시스템 연구 배치도 부족하다. 상해광기소, 베이징대, 국방과학기술대, 천진대 등 소수의 과학연구원이 있는 고성능 게인 광섬유 개발, 디스크 레이저 증폭기술, 광섬유 펨토초 발열기, 광섬유 CPA 기술, 공간 레이저 묶음, 펄스 시간 축적, 펄스 압축 등 개별 핵심 기술 방면만 연구하고 탐구했다. 일부 과학연구기관과 고등학교는 대형 모델장 면적 게인 광섬유, 고에너지 고전력 펨토초 레이저 등 기술 방향을 끊임없이 연구하고 있다. 미세 가공 분야의 좋은 전망을 감안하여 국내 많은 기업들이 수십 와트의 광섬유 펨토초 레이저 제품을 개발했으며, 50 W 이상의 초초 초고속 레이저 제품을 출시하는 업체도 있다. 급속한 발전에도 불구하고 대부분의 제품은 외국의 핵심 부품을 사용해야 하며, 자주지적 재산권을 가진 핵심 부품은 매우 적다. 전반적으로 이 방면의 연구는 비교적 분산되어 있으며, 산업 체인에는 아직 시스템 계획과 분업 협력의 국면이 형성되지 않았다.
넷째, 중국의 초고속 슈퍼 레이저 개발 아이디어 및 목표
(1) 초고속 레이저 및 그 과학적 응용
1. 초 초고속 레이저
아초 펄스의 광자 에너지는 1 keV, 심지어 10 keV 수준까지 돌파하며 아초 초고속 내각층 전자역학, 전자스핀궤도역학 등 기초물리학 과정 연구, 대분자, 심지어 생물대분자 등 복잡한 구조의 초고속 전자역학과 구조변화에 대한 연구를 지지한다. 관련된 핵심 기술로는 고전력, 단주기, 안정적인 캐리어 포락선 위상 중 적외선 레이저 시스템, 고휘도 천전자 볼트 초 레이저 펄스 생성, 고해상도 전자 및 다중 전자 운동량 측정, 콤프 턴 산란법이 광자 에너지를 하드 X-레이 밴드와 감마선 밴드로 밀어 넣는 것 등이 있습니다.
초속 펄스의 펄스 폭이 초급으로 돌파되어 깊은 내각층 전자역학과 원자핵역학의 연구를 지지한다. 아초 펄스의 광자 에너지는 10 keV 또는 감마선 밴드 수준에 도달하며, 아초 펄스 폭은 아초 시간 척도에 들어갈 가능성이 있다. 관련된 핵심 기술로는 발전 효율 향상과 관련된 기술, 실제 응용과 관련된 초고속 측정 기술, 1 초의 펄스 폭 측정 등이 있습니다.
펨토초 초고속 레이저
펨토초 초고속 스펙트럼 기초 과학 연구가 발달하면서 펄스의 시간 영역 특성 외에 스펙트럼과 편광 특성도 활용할 수 있는 중요한 특성이다. 주요 연구 아이디어는 다음과 같습니다: 메가 헤르츠 반복률의 자외선-테라헤르츠 광대역 펨토초 레이저 개발, 고성능, 다중 파장 펨토초 레이저 펄스 및 다중 파장 펨토초 광 주파수 빗 개발, 펄스 모양 및 공간 방사형 편광 (또는 소용돌이) 이 동시에 발생하고 정확하게 제어되는 특수 시공간 구조 펨토초 레이저; 기가헤르츠 반복률 초고속 레이저 개발, 단일 광자, 양자 얽힘 등 초고속 스펙트럼 신기술 돌파, 초고속 스펙트럼의 안정성 및 탐지 효율성 향상, 보다 순수한 미시 시스템 및 더 복잡한 다중체 초고속 역학 프로세스 연구 지원 다중 매개변수 정밀 제어 초고속 레이저를 이용하여 뇌과학, 종양, 생물발육, 재생 등 생물 과정의 정밀한 광학 제어를 연구한다.
(2) 슈퍼 레이저 및 그 과학적 응용
1. 낮은 반복률 초고 피크 전력 레이저
수요 견인은 중대한 최전선 물리 과학 문제를 연구하여 인간의 인식을 넓히는 데 있다. 후속 발전 방향은 레이저 피크 전력 (100 PW 에서 1 EW 까지) 을 계속 높이고 최대 초점 전력 밀도 (1025 W/cm2) 의 기술 고지를 선점하는 과학이다 이러한 최첨단 실험의 효율성과 신뢰성을 높이기 위해서는 초강력 레이저의 반복 빈도를 적절히 높이고 소용돌이 등 특수 라이트 필드의 초강력 레이저 출력과 응용 연구를 전개해야 합니다. 시공간 전기장의 정확한 제어와 파장 튜닝을 위한 초강력 레이저는 그 적용 범위를 더욱 넓힐 것이다. 레이저 초점 전력 밀도가 높아지면서 레이저 펄스에 대한 시간 대비 요구 사항이 높아짐에 따라 출력 및 측정에 대한 혁신적인 연구가 필요합니다. 또한, 대구경 레이저 초점의 혁신적인 연구 및 설계는 초점의 전력 밀도를 효과적으로 높이고 출력 레이저 에너지 확대와 관련된 비용 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있는 발전의 절박한 필요성이 되었습니다.
피크 전력과 반복률은 향후 연구 개발의 돌파구이다. 2025 년, 2030 년, 2035 년에는 각각 최고 전력이 100 PW, 500 PW, 1000 PW( 1 EW) 인 레이저를 달성할 것으로 예상된다 (1) 100 PW 의 단일 피크 전력 출력과 10 PW 반복 주파수의 레이저 출력을 달성하는 데 약 5 년이 걸립니다. 레이저 장치는 진공 편광 처리를 하여 천체물리학 반물질 등 기초 연구를 지원하여 초보적으로 획기적인 과학 연구 성과를 얻었다. ② 약 10 년, 펌프 레이저 에너지를 높여 대형 래스터 등 주요 부품의 개발과 수명을 돌파하고, 공간 레이저 빔 묶음 등을 이용하여 500 PW 레이저 출력을 실현하며 중력파, 암흑물질 등 전방의 주요 연구의 발전을 지탱했다. ③ 더 높은 전력의 펌프 레이저의 경우, 대형 래스터와 같은 핵심 부품의 크기와 손상 임계값을 높임으로써 공간 간섭 그룹 빔 방법과 결합하여 Ava 급 레이저의 출력을 달성하는 데 약 15 년이 소요됩니다. 초점 전력 밀도를1025W/CM2 로 높이는 새로운 초점 시스템 개발 빛과 물질의 상호 작용을 바탕으로 에바급 레이저 출력을 실현하는 새로운 원리와 새로운 방법을 탐구하여 레이저 발전을 위한 새로운 기술 솔루션을 개발하다. 가까운 양자전기역학 (QED) 구역에 도착한 초강력 레이저를 얻어 강장 레이저 물리학 연구를 지원했다.
2. 높은 반복률과 높은 평균 전력의 슈퍼레이저.
우리나라의 기존 기술 수준, 기술 발전 예상 및 주요 국가 수요에 따라 높은 반복률, 높은 평균 전력 초강력 레이저의 발전은 다음과 같은 발전 추세를 보이고 있다. 1 약 5 년 동안 펨토초 광섬유 CPA, 공간 관련 번들, 펄스 시간 축적, 고에너지 펄스 압축 등의 핵심 기술을 중점적으로 파악해 경로와 설계 혁신을 통해 이러한 레이저의 복잡성, 난이도 및 비용을 낮췄습니다. ② 실험실에서 테라헤르츠 반복률을 생성하는 초강력 레이저 출력은 약 10 년이 걸린다. 고장 레이저 물리학 및 레이저 전자 가속에서 고차 고조파에 의해 생성된 아초 레이저 펄스를 중점적으로 연구하고, 고통량급 아초 레이저 펄스를 얻어 원자/분자 및 재료 중 아초 역학 연구의 발전을 촉진한다. 레이저 기술의 돌파구는 산업 응용의 대발전을 촉진하여 광섬유 펨토초 레이저의 전력 비용을 낮출 것이다. (3) 반복 주파수가 10 타와킬로헤르츠 이상인 초강력 레이저 출력을 달성하는 데는 약 15 년이 걸린다. 산업 분야에서의 대량 응용을 통해 광섬유 펨토초 레이저를 구동하는 전력 비용이 크게 절감됩니다. 태와트 레이저의 공간 묶음을 만들어 실험실에서 높은 반복률을 달성한 10 태와트 레이저 소형화 입자 가속기 연구에 중점을 두어 높은 반복률, 고 에너지 양성자 빔의 의료 분야 확장 및 응용을 촉진합니다. 레이저로 생성된 고에너지 중성자원을 이용하여 레이저 융합에너지와 핵폐기물 처리의 응용을 탐구하다.
다섯째, 초고속 및 초강력 레이저의 핵심 기술 방향
1. 초 초고속 레이저
미래의 중점 발전 방향은 고에너지 단일 아초 레이저 펄스, 고평균 전력 (고반복률) 아초 레이저, 고광자 에너지 아초 펄스, 소형화 고반복률 아초 펄스입니다. 관련 기술의 발전 방향은 고퀄리티 단주기 (중적외선 포함) 레이저 펄스 기술, 간편한 아초 레이저 펄스 측정 기술, 새로운 아초 레이저 응용 기술, 고퀄리티 고휘도 하드 X-레이 및 감마선 생성 기술, 밀리초의 레이저 기술입니다.
펨토초 초고속 레이저
향후 중점 발전 방향은 다파장 고성능 펨토초 레이저 기술, 광대역 이중 주파수/다중 주파수 빗 펨토초 레이저 기술, 메가헤르츠 고반복률 고성능 진공 자외선-극자외선, 적외선-테라헤르츠 초고속 레이저 기술, 방사형 편광, 소용돌이 등 특수 편광 및 공간 모드의 펨토초 레이저 기술, 기가헤르츠 고반복률 소형화 퀀텀닷 초고속 레이저 기술, 수직 공동 발사 등이다
3. 낮은 반복률 초고 피크 전력 레이저
전력 밀도와 대비에 초점을 맞추는 것이 가장 중요한 매개변수이며 확대 기술, 펄스 압축 기술, 공간 초점 기술, 대비 향상 및 측정 기술을 더욱 발전시켜야 합니다. 미래의 중점 기술 방향은 고통확대 기술 (즉, 초고에너지 CPA 또는 OPCPA 기술 및 그에 상응하는 초장구경 레이저 결정체 또는 비선형 결정체 개발), 플라즈마 레이맨 확대, 준파라 메트릭 펄스 확대 (QPCPA) 등 새로운 확대 기술, 대구경 고손상 임계값 압축 래스터의 새로운 압축기 설계 및 개발, 대구경 초강력 레이저 번들 기술 등을 포함한다. 레이저 펄스 대비 향상 및 단일 측정 기술, 대구경 초강력 레이저 시공간 특성 온라인 측정 기술, 대구경 초강력 레이저 파면 성형 및 새로운 고성능 초점 시스템 설계, 초레이저 시공전 정밀 제어 및 파장 튜닝 기술, 초강력 레이저 펄스 외부 펄스 압축 기술, 소용돌이 및 방사형 편광 등 특수 라이트 필드 초강력 레이저 생성 및 적용 등.
4. 높은 반복률과 높은 평균 전력의 슈퍼 레이저
미래의 중점 발전 방향은 새로운 펨토초 광섬유 확대, 새로운 디스크 레이저 확대 기술, 높은 반복률 펨토초 레이저 펄스 시간 축적 및 공간 관련 그룹 번들 기술 및 파생 혁신 기술, 공간 관련 그룹 번들의 다중 빔 레이저 위상 측정 및 능동 피드백 제어 기술, 새로운 펨토초 레이저 확대를위한 특수 광섬유 설계 및 가공 기술, 펄스 압축 및 분산 관리 기술, 높은 반복률 레이저 펌프 소스 기술, 높은 반복률 확대 과정에서의 열 효과 관리 기술, 고성능 게인 광섬유, 고성능 광섬유 래스터 및 전송 래스터와 같은 핵심 부품 개발, 시공간 라이트 필드의 정확한 제어 및 파장 튜닝 기술 등이 있습니다.
자동동사 대책과 건의.
(3) 인간인식을 개선하는 기초과학연구는 국내 연구자들의 혁신창조뿐만 아니라 글로벌 과학자의 똑똑한 지혜도 필요하다. 국제 교류와 협력을 강화하고, 국제 인재를 끌어들여 공동 연구를 전개하고, 관련 과학 연구를 더욱 가속화하고 제고하다. 국내에서 이미 선두를 달리고 있는 초강력 레이저 분야와 리더십과 전복성 혁신을 지닌 일부 연구 방향은' 일대일로（중국이 추진 중인 신 실크로드 전략）' 틀 아래 중대한 기초과학 설비를 건설하는 것을 고려해 중국을 중점적으로 다른 나라 (예: 아시아 국가, 러시아) 를 끌어들여 공동 연구와 기술 공관을 전개하는 것을 고려해 볼 수 있다. 기초 과학 연구 성과 공유 (ELI 프로그램, 블랙홀 탐사 프로그램과 유사) 를 통해 중국 과학 기술 혁신의 국제적 영향력을 높이다.
(4) 기초연구 성과가 국민경제와 사회발전에 기여하는 목표를 더 빨리 달성하기 위해 과학연구기관과 고교가 기업과의 협력을 강화하고 초고속 초강력 레이저 실용기술 성과의 효율적인 전환을 촉진할 것을 제안한다. 동시에 지적재산권 보호와 관리를 강화하여 기술 위험 예방을 잘 하다.