超强超短激光器是应用于物理、国家安全、工业和医疗保健等各个领域的强大工具。它们帮助研究人员深入研究强场激光物理学、激光驱动辐射源、粒子加速等。
“峰值功率”测量这些激光器的强度，例如 Nova 激光器(美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室)的峰值功率为 1.5 拍瓦，上海超强超快激光装置(中国 SULF)的峰值功率为 10 拍瓦，或者峰值功率为 10 拍瓦的极光基础设施 - 核物理(ELI-NP，罗马尼亚)。然而，实验中真正重要的是对目标的聚焦强度。使用离轴抛物面镜将激光聚焦到实验目标上。聚焦强度(而不是峰值功率)反映了激光器的能力，对用户来说至关重要。
使用双曲镜增强焦点
目前，这些激光器的光束孔径为150至500毫米，F数(与聚焦能力有关)为2至10。在抛物面镜后添加旋转双曲面镜可以减少F数，从而减少焦点大小显着。
据Advanced Photonics Nexus报道，这种二次聚焦方法可以将 F 数降低 5 倍，从而将超强超短激光的焦斑尺寸减小到单波长尺寸。
上海光学精密机械研究所超强激光科学与技术重点实验室的通讯作者李朝阳指出，该技术可以实现最小的焦斑：“利用双曲镜进行二次聚焦可以减少焦斑我们的超强超短激光的光斑从几个波长尺寸到只有一个波长尺寸，从而实现了可能的最小焦斑。”
报告说，通过在当前的飞秒拍瓦级激光器或未来的单周期拍瓦级激光器中添加优化的旋转双曲镜，可以实现单波长焦点。“结合我们之前提出的广角非共线光学参量啁啾脉冲放大(WNOPCPA)方法，有望达到超强超短激光设施的最高强度条件，即将所有激光能量聚焦到时空以激光中心波长为边缘的焦点立方体。这将极大增强超强超短激光在真空量子电动力学等强场激光物理应用中的实验能力。”
