《原子能院建成百太瓦超强超快激光装置》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2023-02-22
  • 近日,原子能院核物理研究所成功研制出百太瓦超快超强激光装置,激光脉冲的时域对比度和波前校正技术参数两项主要指标均达到国际先进水平,在激光核物理基础研究领域取得重要突破。强激光是研究高温高密等离子体环境下核反应机制的唯一途径,极端环境下的核反应研究对于理解核爆对核参数的影响具有重要意义。该研究成果对于核爆超快过程诊断、核材料探测、核废料处理等方面具有重大的应用价值。

    依托原子能院长期基础研究专项,核物理所激光核物理研究团队掌握了基于强激光加速电子并利用电子震荡产生硬X射线的关键技术,在国际上首次基于掺镱晶体,利用正色散锁模,产生了高稳定高功率超短激光;在激光驱动核反应研究方面,通过与其他单位密切合作,团队在国际上首次开展了大能量纳秒激光驱动纳米丝结构氘代靶发生氘氘核反应的实验研究,发展了更先进的门控裂变标定方法,测量误差相比之前减少约40%,实现了更高效率,为激光驱动中子源的探测诊断提供了标准;在质子共振反应研究方面,将74Ge(p,γ)75As反应的直接测量拓展到国际最低能量1.4MeV,澄清了实验值与理论值之间近160%的差异,新反应率比国际专业推荐最高值提高了47%;在国内首次利用质子共振方式产生了巨共振区的单能高能伽马源,并建立了光核反应测量平台,为我国开展光核反应实验研究打下了坚实基础。

    围绕本项目研究成果,项目团队共发表高水平研究论文40余篇,获得授权发明专利5项、软件著作权3项,团队成员获得中国物理学会终身贡献奖、国家相关人才计划、中国物理学会吴有训物理奖,以及中核集团“菁英”“启明星”等人才称号,项目团队获“中核集团青年科技创新团队”荣誉称号,打造了一支具有国际水平的激光核物理研究团队。

    未来,项目团队将继续提高激光功率,扩展超快激光装置在激光核物理方面的研究范围,发展全光驱动的准单能高能伽马源,实现高能伽马源的小型化及可移动化,在国防科技工业领域发挥更重要、更广泛的作用。

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    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2020-01-10
    • 据中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)2020年1月2日信息,由上海光机所承担的国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)“新一代超强超短激光综合实验装置”项目通过了验收。 为探索解决相位空间超高密度高能电子激光加速中的重大科学技术问题,发展超强超短激光驱动的台式化、短脉冲X 射线波段自由电子激光器(XFEL)战略高技术,开拓高强度阿秒相干X 射线科学和中红外新波段强场物理新领域,2012年,“新一代超强超短激光综合实验装置”项目立项。 据了解,新一代超强超短激光综合实验装置由高性能重复频率百太瓦级超强超短激光系统、中红外新波段可调谐超强超短激光系统、激光尾波场电子加速与台式化X 射线波段自由电子激光(XFEL)系统、高次谐波XUV相干光源系统等四个系统组成。2015年,经国家自然科学基金委组织专家评审,一致认为“新一代超强超短激光综合实验装置”通过了中期检查。 2019年12月23日至24日,国家自然科学基金委员会组织专家对“新一代超强超短激光综合实验装置”项目进行验收。验收专家组听取了项目负责人李儒新所作的项目完成情况汇报、项目监理组监理汇报、技术测试专家组测试汇报、财务验收专家组财务验收汇报、档案审查专家组档案审查汇报,并现场考察了研制仪器设备。验收专家组经过投票,一致认为该项目达到了预期指标,同意该项目通过验收。 在新一代超强超短激光综合实验装置的试运行中,它助力我国科学家首次观察到基于激光加速的自由电子激光辐射非线性放大效应,并在激光尾波场电子加速、中红外新波段超强超短激光、激光驱动高次谐波产生等研究中取得了国际领先水平成果。希望该设备能尽快落实平台的运行模式和经费保障,建立稳定的技术支撑队伍,实现开放共享,在今后的应用中,做好用户服务,继续发挥作用,为我国科技的发展做出贡献。
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    • 编译者:魏韧
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    • 2018年1月,科学发文评论称中国的上海超强超短激光(SULF)能量强大到可以撕裂真空。SULF激光装置采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大技术路线。2016年,SULF实现了5.3拍瓦激光放大输出,2017年底取得进一步的突破,成功实现了10拍瓦激光放大输出。虽然脉冲非常强大,但持续时间非常短,不到万亿分之一秒。研究团队还在升级激光器,希望在2018年打破自己保持的10拍瓦的纪录。SULF装置计划于2018年底全面建成并对用户开放。这并不是结束。研究人员还在计划建造100PW的超强激光站(Station of Extreme Light,SEL),它的功率强大到足以“撕裂真空”。 到2023年,科研人员有可能将激光器放在地下20米的地方,使研究对象处于极端温度和压力下进行试验,这对于天体物理学家和材料科学家来说非常有吸引力。但更具吸引力的是,如此强的激光可以摧毁空气中的电子和反物质对应物——正电子。核武器已经证明了物质可以转化为巨大的热能和光能,但相反的过程却不容易实现,SEL提供了一个研究该问题的可行方案。 斯坦福大学的原子物理学家Philip Bucksbaum教授认为,中国在100拍瓦激光的研制方面已经处于“绝对领先”的位置。但是竞争也很激烈,未来几年欧洲极端光设施的10拍瓦激光将启动建设,且最近提出了建设100拍瓦激光的目标。俄罗斯物理学家制定了180拍瓦激光的设计计划,并期望于2026年建成。日本科学家也提出了30拍瓦激光的建设建议。 但是,中国SEL有可能成为世界首台建成的100拍瓦激光器。2017年7月,国际科学家委员会认为SEL的概念设计是“毫不含糊和令人信服”的。SULF的首席科学家李儒新表示希望能得到政府1亿美元的支持,而且这台设施将作为一台国际化的设施向全世界开放。美国罗彻斯特大学的Jonathan Zuegel教授说,中国仍有许多技术要追赶,且正在快速赶上。