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1、 光电信息简光电信息简报报 编号：编号：20092009-28 28 总第总第 121121 期期 20092009-1010-0808 本期目录本期目录 先进激光技术与应用先进激光技术与应用 2009 年光电领域 R&D 100 奖的获得者 SLIDER：世界上最快的光偏转器 MEGA-ray 项目：新的驱动激光器 科学家提出制造最快闪光新方法 可调谐外腔量子点激光器研究取得重要进展 新型激光材料金刚石 美国空军寻求用激光通信演示卫星来延续转型卫星计划 飞利浦新研发光子探测器 可支持高分辨率影像系统 保加利亚公司推出系列激光目标指示器 美国公司展出高分辨率激光雷达 激光聚变与大激光装置激光聚

2、变与大激光装置 快点火研究：最近的快电子能传输实验进展 ARC 激光系统上的色散平衡研究 艾瓦激光脉冲：OSA 光学前沿的主题之一 光伏与太阳能光伏与太阳能 日本将耗资 210 亿美元打造太空太阳能工程 欧盟 500 亿欧元低碳计划助推太阳能 国内规模最大的太阳能光伏并网发电项目投产 多色谱太阳能电池问世 转换效率高达 20%中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院上海光学精密机械研究所 上海研发公共服务平台光电行业科技情报服务网上海研发公共服务平台光电行业科技情报服务网 内部资料 注意保存 光电信息简报 200928 1 先进激光技术与应用先进激光技术与应用 2009 年年光电领域光电领域

3、 R&D 100 奖奖的获得者的获得者 R&D100 奖由美国著名科学杂志 R&D 在 1963 年创设，是国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖。它向世界各地的企业、独立的以及学院内的研发人员开放，对当年最重大的 100 项技术创新产品和工艺予以肯定与奖励。参评的产品或工艺必须是在当年参加评选以前，就已经在市场进行销售或获得许可。一个由 70 位专家组成的独立评审委员会将对参赛者进行评选。R&D100 奖颁给该年度最具创新能力的 100 项新技术产品，该奖项不仅对产品创新性有独到的看法，更能精准预见得奖产品的未来影响力。不少获选 R&D 100 奖的创新产品，往后都对人类生活中发生重大影响，许

4、多现今仍在生活中扮演重要的角色，例如宝丽莱（Polacolor）胶片(1963)，回旋闪光灯(1965)，自动柜员机(1973)，传真机(1975)，液晶显示器(1980)，打印机(1986)以及高清晰度电视(1998)等等。2009 年 9 月的 R&D 杂志公布了今年获奖的技术，其中光电领域的技术有 6 项，介绍如下：分段可调谐滤光器分段可调谐滤光器（Segmented Tunable Filter）可调波长滤光器是光谱成像仪、光通信网络和传感器网络的重要元件。主要利用法布里-珀罗(Fabry-Perot，FP)技术。典型的 FP 干涉仪，或者 FP 标准具由一对抛光反射镜构成，两镜间形成

5、共振腔，实现干涉，通过调谐，形成特殊的波长干涉条纹。美国的 Scientific Solutions Inc.（North Chelmsford,Mass）的分布可调谐滤光器对 FP 技术进行了改进，在共振腔中放入液晶，取代空气和光透导电层，从而在一个基片上实现多个独立可调，并保证 100%可重复性和稳定的可选波长。滤光器几乎有无限数量的光谱“通道”，每一个都允许不同的波长(400-800nm)，光谱分辨率为 0.002nm。最大能达到 128 个通道，而耗电量很低，为 0-10V。分辨率比得上或者超过压电型系统。NASA 的高速的高速 3D 扫描仪（扫描仪（NASA High-Speed 3

6、D Scanner）仔细精确地检查航天飞机的热保护层，消除其降落过程中通过地球大气时出现的极热情况是确保航天飞机安全的关键。但这一过程将耗费大量的时间，因此有必要加速这一过程。由美国美国 NASA 艾姆斯研究中心（NASA Ames Research Center,Moffett Field,Calif）研制的高速 3D 扫描仪可以实现这一个目标。研究人员在无线、便携式的设备上组装了光电信息简报 200928 2 一个高速 3D 激光扫描仪。扫描仪能够生成高精度表面地图，检测飞行器隔热层上微小的缺陷，并通过标准有线网或无线网将结果传输笔记本电脑上。在不受电缆的限制下，这种小型的设备扫描范围可以

7、达到 25m 或者更远，可以对行星的地表进行探测，形成米量级的结构图，也可以对其它表面进行扫描，如洞穴、火山口、丘陵等。计算机中的分析软件将会识别出所有的缺陷，或者被扫描区域的变化，并以表格的形式显示出来。软件也可以根据最新的信息对数据库进行更新。干涉位移传感器干涉位移传感器（Interferometric Displacement Sensor）精密定位和移动是用于光学和电子束光刻、扫描电子显微镜和下一代极紫外光刻平台的高精度机械台可靠运行的关键。随着半导体产品的体积不断的缩小，人们对高灵敏度定位传感器的要求达到了皮米量级。日本日立有限公司的产品工程研 究 实 验 室（Production

8、Engineering Research Laboratory）研制的干涉位移传感器是基于共光程移相光干涉仪的超小型高敏感位移传感器，利用光子晶体偏振器（photonic crystal polarizers,PCPs）做参考镜和移相器。该设备克服了传统干涉传感器的缺点，特别是对环境波动的敏感性，而且由于光子晶体偏振器的使用，设备体积非常小，且具有高敏感性。华为的华为的 OSN6800/OSN3800 波分复用器波分复用器（Huawei Optix OSN 6800/OSN 3800 wavelength division multiplexer(with Geographically Dis

9、tributed Parallel Sysplex support)）波分复用（Wavelength division multiplexing,WDM）是将不同的数据通道耦合到不同波长（频率）的光上，这样，多个通道的数据可以通过同一根光纤传输。由中国华为技术有限公司研制的密集波分复用器经 IBM 的核准后用于网络。按照研发人员的说法，该产品能够地提高计算机网络的传输通信量成百上千倍，每年节省数百万美元的光纤费用。该产品的波长间隔为 0.8nm，或者100Ghz。可以透明接入各种协议，获得任何类型的声音或数据通信信道。未放大传光电信息简报 200928 3 输距离可以达到 100km。光谱卫士

10、光谱卫士保护高能激光器免受与带宽相关保护高能激光器免受与带宽相关的损伤的损伤（Spectral SentryProtecting High-Intensity Lasers from Bandwidth-Related Damage）高能激光器在能源、基础科学和防御领域有着广泛的应用，但高能或者高功率也有可能损坏激光器的关键光学元件。为了解决这一问题，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的资深工程师建造了一个快速安全检测器。该设备对要保护的激光器生成的每一个激光脉冲进行检测，决定脉冲是否达到了最小的带宽要求，以避免放大时发生自毁。这一过程非常快，光谱卫士能够及时在脉冲进一步放大前就能使其停

11、止，避免潜在的激光损伤发生。光谱卫士技术也用于 LLNL 的 Mercury 激光装置，以改善激光装置的性能。激光准直定位系统激光准直定位系统（Laser Beam Centering and Pointing System(LBCAPS)）激光光束的精确准直包括调整光束，使其在光束通过激光器组件孔径的位置、光束方向和靶之间保持正确的关系。为了获得准直，光束必须在空间上截取两个固定不变的像点：中心点（centering point）和指向点（pointing point）。目前，人们一般利用两个独立的传感器，一个用于定中心，一个用于定方向。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的研究人员进行

12、了两种传感器的研究工作。他们利用一个双焦点图像透镜，同时对两个点成像，并将其耦合到一个像平面，然后通过摄像机将包括两种信息的数据传输到控制系统。因为LBCAPS 将两种准直传感器合二为一，降低了成本，节省了宝贵的空间和计算资源。编译自：http:/ SLIDER：世界上最快的光偏转器：世界上最快的光偏转器 美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）内部杂志Photons&Fusion2009年 5-6 期报道，利弗莫尔研发出世界上最快的光偏转器（也可以称作“光学条纹相机”），可以在点火过程中监视来自国家点火装置（NIF）聚变靶的 X 射线脉冲流。LLNL 的设备被称为用于偏转编码录制的锯齿光照明

13、（serrate light illumination for deflection encoded recording，SLIDER），能够用来研究短 X 射线脉冲猝发，首先利用一个能在皮秒尺度调制的半导体共振腔，将 X 射线信号编制到光束中，然后SLIDER 记录在高动态范围记录光学信号，分辨率接近皮秒。与传统条纹相机相比，光电信息简报 200928 4 LLNL 的条纹相机是第一台用偏转器获得时间分辨率接近 1ps，同时能够保持 3000:1高动态范围的条纹相机。图图 1 SLIDER 偏转器偏转器 SLIDER 将光束通过一普通的平面波导，从上面入射波导的激光对光束进行快速调制，当泵浦

14、光通过锯齿模板，但未打到波导前，连续棱镜阵列瞬间形成。当泵浦和信号同步时，光速的飞行时间导致随时间变化的偏转。信号后面的部分会遭遇更多的棱镜，因此偏转的角度更大，较早的信号在棱镜形成之前已经通过了波导，棱镜持续一段时间后消失，这一过程随着下一个光线轨迹会再次开始。每一个被偏转后的光会被聚焦到高动态范围的相机中，因此，相机图像因此保留了整个过程中光束强度的记录。作为世界上最快的光偏转器，SLIDER 有望用来观察瞬间发生的事件，如将在NIF 上发生的聚变反应。编译自：Progress Towards the Solid-State All-Optical Streak Camera.Confer

15、ence on Lasers and Electro-Optics(CLEO)2009 paper:CThW1 https:/lasers.llnl.gov/multimedia/publications/photons_fusion/2009/may_june.php MEGA-ray 项目：新的驱动激光器项目：新的驱动激光器 国劳伦斯利弗莫尔国家实验室内部杂志Photons&Fusion2009 年 5-6 期报道，利弗莫尔研制出用于 MEGA-ray 项目的新的驱动激光器。光电子科学与应用（Photon Science&Applications,PS&A）项目中的单能伽马射线（Mono-

16、Energetic Gamma-ray，MEGA-ray）源是利弗莫尔“未来路线图”五年投资战略中最大胆创新的目标。MEGa-ray 是一种新型光源，具有特别的性质，通过短脉冲与相对论电子相互作用的康普顿散射产生。MEGa-ray 脉冲的峰值亮度比其它任何兆电子伏光谱范围内的人造光源大 15 个数量级。MEGa-ray 项目的前身是汤姆逊辐射先进 X 射线源（Thomson-Radiated Extreme X-ray Source,T-REX），目前，T-REX 的光阴极注入器是 S 波段（2.86GHz）的，其光电信息简报 200928 5 驱动激光器已经建造完成，正在运行中。驱动激光器采

17、用全光纤振荡器和前端放大系统，提供激光光束产生电子，同时也提供射频（rf）信号，放大后加速。图图 2 MEGA-ray 用于 MEGa-ray 项目的新光阴极注入器目前正在研究中，新光阴极注入器的频率（11.424GHz，X 波段）更高，因此对激光器性能的要求也更严格，激光器需要有更好的同步稳定性、更长的脉冲持续时间和脉冲上升时间，以保持发射率。新的激光器将运行 120Hz，这将会使平均伽马流增长 12 倍。编译自：https:/lasers.llnl.gov/multimedia/publications/photons_fusion/2009/may_june.php 科学家提出制造最快闪

18、光新方法科学家提出制造最快闪光新方法 一项新的研究表明，利用高能重离子对撞，能制造出世界上最快的闪光，其持续时间只有几个攸秒（1 攸秒为 10-24秒）。科学家说，这项技术将来可以用于观察原子核内部的情形。奥地利维也纳技术大学日前发表新闻公报说，要精确研究分子光谱和结构，需要波长短的快速闪光。闪光越快，可观察到的粒子越小，观察也越精确。目前，最先进的闪光 X 射线技术在实验中能持续几个阿秒（1 阿秒为 10-18秒）。但研究表明，如果利用高能重离子对撞，可以制造持续几个攸秒的闪光。攸秒是光线穿越原子核所需的时间，因此利用这项技术可以观察原子核内部的情形。公报说，高能重离子对撞是美国布鲁克黑文国

19、家实验室的研究重点。2005 年，科学家曾在这个实验室利用相对论重离子对撞机（RHIC）制造出“夸克胶子等离子体”。“夸克胶子等离子体”是一种全新的物质形态，广泛存在于宇宙诞生后的百万分之几秒内，持续时间为几个攸秒。科学家说，利用高能重离子对撞还能制造出一些光子，能量高达数十亿电子伏，所形成的高能闪光持续时间与“夸克胶子等离子体”一样仅几个攸秒。奥地利维也纳技术大学理论物理研究所和德国马克斯普朗克核物理研究所科学家的计算表明，光电信息简报 200928 6 高能重离子对撞“适合成为制造最快闪光的新光源”。摘编自：http:/ 可调谐外腔量子点激光器研究取得重要进展可调谐外腔量子点激光器研究取得

20、重要进展 中科院半导体研究所半导体材料科学重点实验室继 2009 年 2 月研制出我国首台可调谐外腔量子点激光器以来，近期，在该项研究中又取得了重要进展：在 458A/cm2注入电流密度下调谐带宽达 110nm(1141.61251.7 nm)，覆盖了量子点的基态和第一激发态。在上述调谐带宽下，该激光器的工作电流密度为国际报导的同类激光器的最低值。该激光器采用 InAs/GaAs 自组织量子点增益器件(腔面未镀膜)、光栅反馈Littrow 外腔构型。该激光器在光谱分析、计量检测、环境监测等领域有重要应用前景。另外，采用在量子点增益器件两侧腔面镀膜的工艺可进一步提高调谐带宽，相关工作正在进行中。

21、可调谐外腔半导体激光器是以半导体材料为增益介质、采用外腔反馈和选模技术制作的一类可调谐激光源，具有体积小、效率高、线宽窄、波长可大范围调谐等优点，可用于波分复用光纤通信、高分辨率光谱分析、计量检测、生物医学、环境监测等领域。目前，在可调谐外腔半导体激光器研制中普遍采用量子阱材料作为增益介质。由于量子阱材料光增益谱很窄，要实现激光器的宽带调谐难度很大。采用大注入电流密度(一般大于 10 kA/cm2)使量子阱激发态和基态同时反转，虽可获得较大的调谐带宽，但在这样大的工作电流下不能得到切实应用。另外，采用不均匀多量子阱结构扩展调谐带宽的方法，其工作电流密度也较大，不便于实际应用。由于自组织量子点材

22、料具有本征尺寸非均匀性导致的增益谱展宽以及基态易饱和、激发态易反转等特点，以量子点材料作为增益介质的可调谐激光器已显示出了调谐带宽大、工作电流低等优异的特性。摘编自：http:/ 新型激光材料新型激光材料金刚石金刚石 Science Daily网站 2009 年 9 月 20 日报道，澳大利亚的研究人员日前宣布研制成功世界上首个利用金刚石激光器，激光器的效率与其它材料的激光相当。拉曼激光器的用途非常广泛，涉及防御技术、医学设备以及绿色气体卫星成像等众多方面。金刚石的特殊性能可以推进高能激光器的发展，输出新波段的激光脉冲。来自澳大利亚麦考瑞大学的 Richard Mildren 等人在Optic

23、s Letters杂志上报道光电信息简报 200928 7 了他们的工作，并阐述了他们在使用金刚石光学元件开发高效激光器方面取得的重要进展。这项由 Richard Mildren 和 Alexander Sabella 负责的工作表明，得益于单晶金刚石的独特性质，将有望使拉曼激光达到前所未有的功率以及波长范围。这种独特金刚石材料的出现引发了人们研究小体积、高功率拉曼激光的浓厚兴趣。该器件可在普通激光器无法胜任的光谱范围内工作。由于金刚石材料不仅具有高品质光学特性和高功率运行能力，而且它还可以在当前无法实现的光频范围工作，因此人们对金刚石材料格外关注。编译自：http:/ 美国空军寻求用激光通信

24、演示卫星来延续转型卫星计划美国空军寻求用激光通信演示卫星来延续转型卫星计划 美国太空网 2009 年 9 月报道，美国空军或许将采购一颗激光通信演示卫星，由此来延续 2009 年前些时候被终止的一个重要计划转型卫星（T-Sat）计划。美国空军太空与导弹系统中心的一个高级项目团队已经向工业界发布了截至 10月 2 日的关于静地通信卫星的请求信息，该卫星将使用激光向空中平台高速传输数据。政府和工业界的官员称，如果空军继续推动此项目，它可以直接由 25 亿美元投资于转型通信卫星的资金来激活。转型卫星系统被设计为美国军队的一体化下一代通信平台。它主要的射频通信载荷与今天的军用通信卫星相似，此外它还采用

25、了几项新技术。激光连接是转型卫星的基石：五颗静地卫星将全部通过激光束来共享信息，不需要地面的中继。这些卫星还通过激光连接与空中平台进行大量的数据中继。据 8 月 18 日美国联邦商业机会网站发布的信息，激光通信技术演示（LTD）任务将使用一个中型的静地卫星平台来独自承载激光载荷，或者还要承载其他的政府或商业载荷。激光载荷将同时支持四个数据传输率可达每秒几个 G 的空中平台。空军可能寻求在 2011 年开始采购，目标是在 2015 年将这颗卫星发射入轨进行一年的演示，还期望有另外四年的运行能力。尽管美国从来没有公开承认正在太空演示激光-光学通信（工业官员称该项技术已经由秘密项目研发），但其他国家

26、进行过。2006 年，欧空局一颗被称作 Artemis 的卫星演示了与静地轨道飞行飞机的激光连接，数据传输速度达到 50 兆/秒。日本已经在两颗低地轨道卫星之间演示过高速激光通信。诺格公司负责卫星通信的副总裁 Stuart Linsky 说，LTD 将要使用的激光技术已经被证明是低风险的，并且准备好进行实际应用。有一个普遍误解认为激光通信尚处于试验阶段，但实际上激光通信的技术成熟度已达 6 级，这意味着该项技术已经光电信息简报 200928 8 在相关环境中进行过验证。诺格公司原本与洛马公司一起正在为转型卫星开发通信载荷。鲍尔宇航与技术公司的工艺学家 Steve Harford 说，对于太空激

27、光通信的需求受到了下一代无人机传感器发展的驱使。将在未来几年投入空军使用的全球鹰、捕食者和死神等无人机使用的新传感器能够收集巨量数据，它们将很快用光射频通信卫星的全部带宽。用于激光-光学通信的近红外波长将使得数据传输率与大多数射频通信相比提高大约 1000 倍。鲍尔与波音公司的团队原本将为转型卫星提供万向节激光终端。摘编自：http:/ 飞利浦新研发光子探测器飞利浦新研发光子探测器 可支持高分辨率影像系统可支持高分辨率影像系统 欧洲电子大厂飞利浦(Philips)的研究团队日前成功制作了一个整合型 CMOS 光子探测器(photon detector)原型，号称可满足广泛的高分辨率科学成像(s

28、cientific imaging)需求。研究人员是将 8,188 颗模拟光子计数器(analog photon counters)，整合在 CMOS单芯片中；因此每个二极管都是可独立寻址(individually addressable)的；所产生的30W 数字化单光子雪崩探测器(single-proton avalanche detector，SPAD)适合下一代医疗、汽车与生物科技等领域的影像系统应用。不同于现有的光电倍增器(photomultipliers)只能探测到非常低阶的光线，飞利浦所开发的芯片是采用数字化设计并整合了 8 皮秒(picosecond)定时器，免除了今日模拟阵列所

29、需的额外数字化读出 ASIC 的使用。飞利浦的工程师计划将芯片组合成一个较大的 8x8 阵列，并在明年底完成原型；该阵列可望取代目前医疗用正子断层扫描机(PET scanners)所使用的动力模块、提供更高的分辨率，此外也可能实现新一代汽车用夜视系统，或是高吞吐量的 DNA 测试仪器。“我们正在寻觅将该技术推向商业化的合作伙伴；”飞利浦数字光子计数器技术部门主管 Rob Ballizany 表示。其研究人员是在 2003 年于荷兰 Eindhoven 高科技园区成立的飞利浦研发中心展示以上成果；该研发中心旨在吸引新创公司或将飞利浦自己研发的技术独立出去。过去几年来，飞利浦已经至少独立了 4 家

30、由风险投支持的新公司；而目前 Eindhoven高科技园区内部则有约 90 家企业，从业员工共 7000 人。摘编自：http:/ 光电信息简报 200928 9 保加利亚保加利亚公司推出公司推出系列激光目标指示系列激光目标指示器器 据英国简氏网站 2009 年 9 月报道，Opticoelectron 公司是保加利亚最大的光学机械和光电器件及系统生产商。该公司在英国防务展上推出了一系列激光目标指示器。这些器件重量很轻，外形非常紧凑，可发射激光束照射目标，为远程火力提供引导。该公司的新系列产品包括：红光激光目标指示器（RLTD）、红外激光指示器（ILTD）、红外手电、以及激光目标指示器 PSR

31、-IR。这些产品都可安装在采用MIL-STD-1913 接口的长管轻武器上用于快速精确射击。RLTD 可将光点照射到目标上，利用光点显示出弹着点，以实现快速捕获和射击前本能瞄准。与此不同的是，ILTD 1 将肉眼看不见的光点照射到目标上，只有用夜视设备才能看到。该器件用于夜间作战和对判断力有较高要求的任务。IR&RLTD 融合了红光和红外目标指示器的功能，可与夜视设备配合使用进行观察瞄准。红外手电和 PSR-IR 融合了红外照明和红外目标指示器的功能，用于在近距离作战对微光目标进行快速精确瞄准。摘编自：http:/ 美国公司展出高分辨率激光雷达美国公司展出高分辨率激光雷达 英国简氏防务网站 2

32、009 年 9 月报道，美国 Velodyne 公司展出了该公司独特的 HDL-46E 高分辨率激光雷达传感器，该传感器应用领域包括军事、紧急响应和民防等。HDL-46E 是一种 3D 激光测距传感器，其中含有 64 台独立的激光器。系统重量仅为 15 千克，能够以 900 转速/分的转速每秒钟产生 15 幅全 3D 图像。这些激光器每秒钟可以采集 130 万个点，并通过以太网连接以 100 兆比特每秒的速率输出数据，对 220 米长的走廊成像可获得丰富的细节信息。HDL-46E 可与 Routescene 公司的RS100 数据记录器和控制单元进行整合，以便对每一次扫描进行地理参考，并对俯仰

33、和翻滚进行修正。该产品原型最初是为美国 DARPA 的“城市大挑战 2006”（Urban Ground Challenge）机器人比赛开发，而到了“城市大挑战 2007”中，6 辆参赛自动化车辆中的 5 辆采用了 HDL-46 系统。由于在比赛中获得了成功，该种传感器开始参与各种军事任务。若干机密计划的承包商已经选用了 HDL-46E 系统，一些车辆制造商也利用该系统开发自动化车辆和避障技术。摘编自：http:/ 光电信息简报 200928 1 0 激光聚变与大激光装置激光聚变与大激光装置 快点火研究：最近的快电子能传输实验进展快点火研究：最近的快电子能传输实验进展 Nuclear Fusi

34、on杂志 2009 年 9 月 10 日发表英国卢瑟福阿普顿实验室（Rutherford Appleton Laboratory）Norreys PA 等人的文章，介绍该实验室在快点火惯性聚变研究方面的一系列研究。正在卢瑟福阿普顿实验室进行的许多实验的目的是研究与快点火惯性聚变相关的快点火传输物理。实验使用的激光器波长 1054nm，脉冲到达靶上能量达到 350J，脉宽 0.5-5ps，聚焦后的激光强度达到 1021Wcm-2。快电子束的分布与激光在靶上强度间的相互关系首次得到了确定，利用二维模拟方法(Particle-in-Cell)可以再现这种相互关系。文章对控制快电子束分布的一些方法也进

35、行了描述。对靶后表面辐射温度测量后发现，部分能量转变成快电子束，范围为 15-30%，随靶上的激光能量的增大而增大。快电子的温度也低于有质动力的势能，利用 Haines 的相对论吸收模型可以很好地解释这一现象。图图 3 相互作用后，激光辐射的锥型等离子体干涉图相互作用后，激光辐射的锥型等离子体干涉图 编译自：Recent fast electron energy transport experiments relevant to fast ignition inertial fusion.P.A.Norreys,Nuclear Fusion 49(2009)104023 ARC 激光系统上的色

36、散平衡研究激光系统上的色散平衡研究 美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室内部杂志Photons&Fusion2009 年 5-6 期报道利弗莫尔的研究人员利用相移技术，对 NIF 的八束拍瓦的先进射线照相能力（Advanced Radiographic Capability,ARC）激光系统的关键元件准直，平衡色散。复杂的高能啁啾脉冲放大器（chirped-pulse-amplification,CPA）激光系统（如光电信息简报 200928 1 1 ARC）中的色散平衡是非常关键的，决定着时间脉冲的保真度。在 2009 年 6 月的激光和电光会议/国际量子电子学会议（Conference on La

37、sers and Electro-Optics/International Quantum Electronics Conference，CLEO/IQEC）会议上，研究人员描述了他们如何利用相移技术测量和优化 ARC 的关键元件（展宽器、调节器(tweakers)和压缩器），平衡 ARC 系统的色散。按照 ARC 计划的设计，国家点火装置（NIF）的研究人员将 NIF 激光系统的 192路长脉冲光路中的四路（one quad，一方）转换成八束拍瓦量级的高强度光束，每一束都可以分别经同步、定位和聚焦后，在低温聚变靶附近形成高能 X 射线（70-100keV），在低温聚变靶被压缩和点火阶段，对靶

38、的状态进行实时记录，实现多帧、短脉冲 X 射线动态显示。ARC 系统也将在 NIF 上进行的快点火研究和高能量密度科学中发挥重要作用。图图 4 ARC 的一方束线，能够提供八束背光，用于记录点火过程的一方束线，能够提供八束背光，用于记录点火过程 按照设计，ARC 输出脉冲能量达到 kJ，脉宽可调，范围 0.75-50ps，峰值聚焦强度超过 1018W/cm2。每路 ARC 束线包括两束不同同步时间和脉宽的分光束，两分光束间的相互或各自内部的同步时间可以灵活调整，并且允许分别设置能量和脉宽。由于系统的复杂性，需要对 ARC 系统中的色散精确测量。ARC 系统要求每一个终端压缩器的色散必须与束线的

39、其它部分（展宽器、脉宽控制器、放大器和束线）平衡，所有八束线束的总色散必须相同。八束放大后的脉冲将利用八个小型压缩器进行压缩，每个压缩器包括 4 个 91cm45cm 介质衍射光栅。利弗莫尔的研究人员对每一个独立的色散成份和整个激光系统的群时延（group-delay）进行测量，构建ARC 的压缩器，精密平衡每一拍瓦束线中的色散。群时延诊断也可以用在 ARC 和任何 CPA 系统的其它方面，包括：测量每个元件的群时延，确定其性能，以改进系统设计中色散模型。测量整个系统的群延迟，可以平衡系统的总色散 编译自：Dispersion Balancing of Complex CPA-Systems

40、Using the Phase-Shifting Technique Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO)2009 paper:CMBB4 https:/lasers.llnl.gov/multimedia/publications/photons_fusion/2009/may_june.php 光电信息简报 200928 1 2 艾瓦激光脉冲：艾瓦激光脉冲：OSA 光学前沿的主题之一光学前沿的主题之一 Laser Focus World网站 2009 年 10 月 1 日报告，在美国光学协会（Optical Society，OSA）的年

41、会光学前沿（Frontiers in Optics）会议上，美国德州大学(University of Texas)的 Todd Ditmire 将报告该校的拍瓦激光项目（Texas Petawatt）的现状和未来。目前，Texas Petawatt 能够输出拍瓦(1015 W)量级的脉冲，经过调制将会达到艾瓦(1018 W)量级的功率输出。Texas Petawatt 目前利用啁啾过程实现拍瓦输出，Texas Petawatt 主要用于高能量密度等离子的基础实验研究，包括产生高温高压的极端条件，探索极端条件下等离子体的性能。首次实验结果，将出现在 Ditmire 的报告中。Texas Peta

42、watt 也可以在实验室中研究许多天体物理现象，包括超新星爆炸，高密度恒星（如褐矮星）的物质性质等。除此之外，Texas Petawatt 也用来验证“快点火”的可行性。为了得到艾瓦输出，Ditmire 希望结合大量现存的激光技术。目前利用新的玻璃材料，Ditmire 已经在实验 100fs 脉冲，这种新的激光玻璃材料允许脉冲被放大到100kJ。目前世界上拥有拍瓦或接近拍瓦水平激光装置的实验室，如英国的牛津大学、日本的大阪大学和美国的罗切斯特大学，激光输出能量的典型值为 190J。Ditmire估计，在政府和研究团体的支持下，建造一个艾瓦激光装置可能近几年就能实现。编译自：http:/ 光伏与

43、太阳能光伏与太阳能 日本将耗资日本将耗资 210 亿美元打造太空太阳能工程亿美元打造太空太阳能工程 据美国物理学家组织网 9 月 17 日报道，日本打算开发一个耗资 2 万亿日元(约合210 亿美元)的太空太阳能工程，该工程将在 30 年时间里实现以微波或激光的形式，把电从太空传送到日本的大约 30 万个家庭。该工程将由包括三菱重工业株式会社(MHI)在内的16家公司的科研人员组成的一个研究组实施，这个科研组的目的是用未来 4 年时间研发把电传送到地球所需的技术。据来自日本政府能源经济研究所的消息，这些科学家认为，当化石燃料用完后，太空太阳能电站或许会成为未来一个重要的电能来源。日本正在筹划的

44、太阳能电站拥有 4 平方公里的太阳能阵列，该阵列可以产生 10光电信息简报 200928 1 3 亿瓦特的电，根据目前的使用量计算，这足以给东京 30 万个家庭供电。由于该太阳能阵列位于距离地球大约 36000 公里的轨道里，因此它不会受到天气状况的影响，能持续产生电能。几十年来，美国宇航局一直在研究太空太阳能系统的可行性，目前已经在这项研究上投入了大约 8000 万美元。据它们和其他国家的航天局估计，轨道太阳能阵列向地球输电每百万瓦特需要耗资 10 亿美元，目前来说显然不可行，因为投资太大，根本谈不上什么商业价值。因此，这个日本财团要想在太空建设太阳能阵列，就必须找到可以大幅降低投资的方法。

45、据日本太空发展和利用部主管森田秀戒(Koji Umehara)说，发射一枚火箭需要大约 100 亿日元，而建成一座太空太阳能电站将需要 2 万亿日元，所以在短时间内要建成这样的电站是不可能的。图图 5 日本正在筹划的太阳能电站拥有日本正在筹划的太阳能电站拥有 4 平方公里的太阳能阵列平方公里的太阳能阵列 让该计划变成现实的第一步是在大约 2015 年发射一颗装配有太阳能阵列，可以把电发送到地球的卫星。日本太空机构-JAXA 打算在 2030 年左右开始运行该轨道空间太阳能系统。摘编自：http:/ 欧盟欧盟 500 亿欧元低碳计划助推太阳能亿欧元低碳计划助推太阳能 欧盟执行机构欧盟委员会（EC

46、）近日将推出一项温室气体减排计划，利用未来十年筹集的 500 亿欧元低碳技术研发资金的很大一部分，用于发展太阳能和煤电厂碳捕获与存储。具体投资数额将于近日达成协议。依据计划草案，太阳能行业将在未来十年获得最大一笔资金，高达 160 亿欧元（1 欧元约合 10.08 元人民币）。位居第二的是碳捕获和存储技术，获得 130 亿欧元。光电信息简报 200928 1 4 欧盟委员会将努力发展碳捕获和存储技术，使之对于成员国 2020 年后所有投入使用的发电站来说都具有商业可行性。计划草案还包括一个“智能城市”鼓励措施，用于提高城市能效。草案预计投入 110 亿欧元发展新一代高能效建筑和运输系统。生物能

47、产业也将投资 90 亿欧元资金，开发从植物或有机废物材料中获得电力或生物燃料。另外，计划草案提出投入 70 亿欧元用于开发核裂变技术，从而提高核反应堆的安全性，产生较少的核废料，使核扩散可能性降至最低，同时最大化核电站的用处。摘编自：http:/ 国内规模最大的太阳能光伏并网发电项目投产国内规模最大的太阳能光伏并网发电项目投产 2009 年 9 月 30 日，中节能尚德石嘴山 50 兆瓦太阳能光伏电站一期 10 兆瓦项目正式并网投产，这是国内迄今规模最大的太阳能光伏并网发电项目。中节能尚德太阳能光伏发电项目位于宁夏回族自治区石嘴山市，规划占地面积 2平方公里，规划装机总容量为 50 兆瓦。一期

48、 10 兆瓦项目共安装多晶硅电池板 37000多块，支架基础 15260 座。一期项目建成后，后续项目将分两期实施，将于 2011 年全部建成。中国节能投资公司总经理王小康在投产仪式上表示，中国节能投资公司是目前中央企业中唯一一家以节能环保为主业的专业化产业集团，目前在建和已经签约的太阳能光伏发电项目总装机已经超过 1100 兆瓦，已成为中国最大的太阳能光伏发电投资与系统集成运营商。尚德电力董事长施正荣博士认为，中国政府实施节能减排可持续发展战略，以及最近正在部署新兴战略性产业的发展，为太阳能光伏行业发展带来了历史的机遇，此次竣工并网投产的 10 兆瓦电站项目在中国环保和新能源领域都具有里程碑

49、意义。摘编自：http:/ 多色谱太阳能电池问世多色谱太阳能电池问世 转换效率高达转换效率高达 20%日前，耶路撒冷一家名为绿色阳光（以下简称绿光）的公司宣布研发出一种彩色太阳能电池板。这种太阳能电池板能够吸收太阳光光谱中不同颜色太阳光的光能，因此其在工作的时候可以不用正对太阳。据悉，目前绿光公司仍在研制彩色太阳能的收集器，但该公司表示，其推出的太阳能电池板每产生一瓦特的能量，所需费用不超过一美元，而目前，常规太阳能电池板每产生一瓦特的能量，所需成本为四美元。光电信息简报 200928 1 5 绿光公司表示，他们研制的彩色太阳能电池板能够在不集中吸收热量的情况下，吸收可见光以及紫外光。如果在吸

50、收热量的情况下，会降低太阳能电池板的工作效率。绿光公司还称，其研制的彩色太阳能电池板只需20%的硅材料，并且能够达到最高20%的转换率，是目前市场上供应的普通太阳能电池板转换效率的两倍。英国经济学家杂志表示，绿光公司研制的彩色太阳能电池板转换效率高，原因在于其电池板边缘材料的不同。该杂志表示：“传统的太阳能电池板首先由原材料制成薄片形状，然后再在上面覆盖上玻璃平板；而绿光公司生产的彩色太阳能电池板，只在玻璃平板的边缘部分才覆盖有细条形状的硅材质。这种做法能够使照射到玻璃表面的太阳光扩散到电池板的边缘部分，硅材料也能够将这部分光能转换成电能。”报道还称，绿光公司是通过在玻璃平板上覆盖一层染料和某