带有反射镜的更强激光?

汉娜-本周，我们用反思的力量来探索……

我叫杰伊·肖尔，来自肯特郡的格林希特。我向裸体科学家提出的问题是，你能金宝搏app最新下载否只用镜子制造出无限强大的激光。谢谢你！

汉娜:首先，激光到底是怎么工作的?如果你给一个原子能量，它可以以两种不同的方式把能量以光子的形式释放出来。通常情况下，它会自发地朝一个随机的方向运动，但是如果它被另一个能量完全相同的光子击中，它会释放能量作为第二个光子，这个光子和第一个光子一样，方向相同。因此，放大光信号。这意味着在一个充满激发态原子的介质中，一个光子可以被放大成数百万个朝着同一方向运动的光子。伦敦大学学院的马丁·奥斯特威克博士解释了在激光中使用反射镜如何进一步放大这种信号。

马丁:现在有一种方法可以使放大效果更强，那就是使用平行镜。所以，光穿过介质，被放大，从右边的镜子反射回来，然后一直到左边，被放大，然后重复，前后反弹，当它穿过介质时，它变得越来越强大。

汉娜:那么，考虑到这一点，我们能否简单地把越来越多的平行镜子排成一线，制造出全能的激光器?很明显,没有。

马丁:你需要有一面镜子是部分反射的。它需要有一点点光泄漏出来，否则光将被永久地困在腔内，你永远不会从激光本身发出光芒。所以，这意味着在每个循环中会损失一些能量。所以它不是完全反射的。光的每次反弹都会损失一点能量。

汉娜:事实上，这两面镜子都不完美。它们会吸收一些能量，而不是全部反射。这就限制了激光束输出的功率。而且大多数激光束的功率都是有限的，因为如果你没有足够快地将能量注入激光以激发腔介质中的原子，它们就会开始吸收光，而不是放大它。回到马丁……

马丁:激光工作的方式是，它们必须让材料处于某种激发态。当激光放大时，它会从介质中吸收能量。所以它吸收了激发态的分子或原子。这些原子和分子失去了能量，它们进入了一个较低的能态。所以，在某种程度上，当你有一个非常非常高的放大倍数时，它会不断地使分子失激最终，你会结束在没有更多的分子可以失激的情况下。所以，激光束的威力是有限的。

但是伦敦帝国理工学院的激光物理学教授John Tish补充说，还有一种不同的方法，你可以使用镜子来增加激光功率。

虽然单个激光器有其明确的功率限制，但镜子实际上可以用来组合来自多个激光器的光束以提高输出。这种多束激光的结合是美国国家点火装置(简称NIF)采用的方法，该装置位于加州利弗莫尔，利用大量的反射镜将192束脉冲激光结合在一起，向氢燃料目标输送大量的激光能量，以期实现核聚变。就在几周前，NIF向目标发射了创纪录的1.85兆焦耳，相当于500万亿瓦的惊人峰值激光功率，大约是美国总耗电量的1000倍。

汉娜-杰，是的。非常高功率的激光束是可能的，这一切都可以用镜子来完成，但只有通过镜子来合并不同的单个激光束。接下来我们将回顾地球上生命的起源。

巴里-你好，我是巴里·沃里，来自弗吉尼亚州里士满。我在想:如果地球是一个如此适合居住的地方，为什么据我们所知，这个星球上的生命只开始过一次?为什么我们不是每天都看到新的生命开始呢?为什么我们相信只有一棵生命之树?