科学家研发出名为RAVEN的突破性技术，能够通过单次拍摄完整捕捉超强激光脉冲的全部复杂性——这种能力曾被认为几乎不可能实现。这种能将粒子加速至接近光速的极端脉冲，由于其速度过快且形态过于混乱，过去无法进行实时精确测量。借助RAVEN系统，研究人员现在可以即时"拍摄"记录脉冲的波形、时序和偏振特性，揭示可能决定高能实验成败的微妙畸变。这项创新技术具有重大意义——从优化粒子加速流程到推进受控核聚变能源研究，再到探索新物理领域都将获益匪浅。
高强度激光诊断技术突破：单次脉冲全矢量场实时测量系统RAVEN
国际研究团队开发出新型激光诊断技术RAVEN（实时矢量电磁近场采集系统），成功实现对拍瓦级激光脉冲的完整时空特性单次测量。该突破性成果于6月26日发表于Nature Photonics期刊。
技术原理
- 采用双光路设计：参考光路监测波长时域演变，主光路通过双折射材料分离偏振态
- 微透镜阵列记录波前结构，专用光学传感器单次成像
- 计算机算法重建激光脉冲完整时空轮廓
实验验证
在德国ATLAS-3000拍瓦级激光装置上验证成功，测得脉冲时空耦合畸变：波前倾斜角误差<0.1mrad，时间抖动精度达飞秒量级。该系统可实时监测到10-4量级的相位畸变，支持激光器在线调节。
应用价值
相较于传统需数百次脉冲的测量方法，RAVEN实现单次完整表征：
- 等离子体物理实验实时反馈优化，提升粒子加速效率30%
- 惯性约束聚变靶点能量沉积精度提升至亚微米量级
- 支持量子电动力学真空光子散射实验设计，激光对准精度达λ/20
技术参数
| 测量维度 | 精度指标 |
|---|---|
| 时间分辨率 | ＜5fs |
| 空间分辨率 | 0.8λ (λ=800nm) |
| 动态范围 | 1018-1022 W/cm² |
| 偏振测量误差 | ＜0.5° |
发展前景
研究团队正与台积电合作开发集成化RAVEN芯片，目标将系统体积缩小至10×10×5cm³，支持更广泛的激光设施部署。预计2026年前完成7nm工艺原型验证。