10月24日晚,位于上海浦東張江的中國科學院上海光學精密機械研究所和上??萍即髮W超強激光光源聯(lián)合實驗室傳來喜訊:上海超強超短激光實驗裝置(SULF)研制工作取得重大突破,成功實現了10拍瓦(1拍瓦=1千萬億瓦)激光放大輸出,達到國際同類研究領先水平。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。
超強超短激光能在實驗室內創(chuàng)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(yī)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拍瓦級大型超強超短激光裝置的研制,展開激烈競爭。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(fā)展和改革委員會、上海市的共同支持下,以10拍瓦激光裝置為核心的SULF研制被納入上海建設具有全球影響力的科創(chuàng)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,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。
標簽:
相關資訊