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上海超強超短激光實驗裝置研制工作取得重大突破

內容簡介:在國家發展改革委和上海市政府的重視支持下,以10拍瓦激光裝置為核心的上海超強超短激光實驗裝置(SULF)的研制被納入上海建設具有全球影響力的科創中心、打造世界級重大科技基礎設施集群的首批重大項目,也將是上海張江綜合性國家科學中心的核心平臺之一。
      10月24日晚,中科院上海光機所和上海科技大學超強激光光源聯合實驗室傳出喜訊:上海超強超短激光實驗裝置(SULF)的研制工作取得重大突破,成功實現了10拍瓦激光放大輸出,達到國際同類研究的領先水平。這是SULF裝置2016年8月實現5拍瓦國際領先成果之后再次取得重大進展。SULF裝置計劃于2018年底全面建成并對用戶開放。
 
      超強激光光源聯合實驗室位于浦東張江,超強超短激光能在實驗室內創造出前所未有的超強電磁場、超高能量密度和超快時間尺度綜合性極端物理條件,在臺式化加速器、超快化學、阿秒科學、材料科學、激光聚變、核物理與核醫學、實驗室天體物理等領域具有重大應用價值,國際上多個國家投入巨資開展10拍瓦(1拍瓦=1千萬億瓦)級大型超強超短激光裝置的研制,展開激烈的科研競爭。例如,歐盟支持的極端光設施(ELI)項目正在同時建設多套10拍瓦激光用戶裝置,法國和英國也正在研制各自的10拍瓦激光裝置,美、俄、日等則提出了百拍瓦級超強超短激光裝置的研究設想。
 
      在國家發展改革委和上海市政府的重視支持下,以10拍瓦激光裝置為核心的上海超強超短激光實驗裝置(SULF)的研制被納入上海建設具有全球影響力的科創中心、打造世界級重大科技基礎設施集群的首批重大項目,也將是上海張江綜合性國家科學中心的核心平臺之一。
 
      SULF激光裝置采用基于大口徑鈦寶石晶體的啁啾脈沖放大技術路線。研究人員解決了大口徑高增益激光放大器、高性能激光泵浦源、寬帶高階色散精密控制和增益窄化抑制等關鍵科學技術問題,國際上首次實現了300焦耳以上能量水平的寬帶(半高全寬達到70納米)激光放大輸出。10拍瓦激光主放大器采用的鈦寶石晶體直徑達235毫米,由上海光機所自主研制,這是我國首次研制成功并獲得激光放大的口徑超過200毫米的激光晶體,也是目前已知國際最大口徑的激光放大晶體。
 
      鈦寶石主放大器輸出的納秒級啁啾脈沖最高能量達到339焦耳,激光脈沖寬度經過脈沖壓縮器壓縮后達到21飛秒,壓縮器效率64%,壓縮后激光脈沖的最高峰值功率可達10.3拍瓦,這是目前已知的最高激光脈沖峰值功率。
 
      編輯點評
 
      超強超短激光能在實驗室內創造出前所未有的超強電磁場、超高能量密度和超快時間尺度綜合性極端物理條件。這一研究成果可用于揭示生命的奧秘、進行癌癥的治療、推動材料科學和信息技術的進步以及研究天體物理和宇宙起源等,是我國科技領域又一重大突破,預示我國已經達到國際同類研究的領先水平。

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