上海光機所「神光」驅動器升級裝置高能皮秒拍瓦雷射系統

2020-12-25 中國科學院

　　中國科學院上海光學精密機械研究所「神光」驅動器升級裝置高能拍瓦雷射系統，應用國產最大口徑介質膜壓縮光柵（1025mm×350mm），於2016年7月完成了全口徑脈衝壓縮器的調試，分別實現了1035焦耳（8皮秒）和970焦耳（1.7皮秒）千焦耳級皮秒高能短脈衝輸出。這一結果標誌著我國高能拍瓦雷射系統輸出能力已跨入千焦耳水平。

　　此前，「神光」驅動器升級裝置高能拍瓦雷射系統已於2014年1月應用中等口徑國產介質膜壓縮光柵（430mm×350mm）實現了脈衝能量為350J/10ps，靶面聚焦光強1019W/cm2（50%集中於25µm圓內），信噪比脈衝前80ps處108。隨後，在當年成功開展了兩輪包括氣體靶、平面靶和錐形靶等相關物理實驗。2015年9月為了開展我國首次「快點火」集成物理實驗打靶工作，「神光」驅動器升級裝置八路納秒系統與高能拍瓦雷射系統完成了首次組合實驗。

　　相關研究單位在此次物理實驗中開展了國際上首次基於間接驅動方式的「快點火」相關實驗，獲得了比沒有高能拍瓦雷射注入時高200倍的中子產額輸出，超過了在美國OMEGA-EP裝置上所取得的以直接驅動方式所獲得4倍增加的國際最高水平。此次實驗取得了我國在「快點火」實驗研究上具有裡程碑意義的研究結果和進展。在今年5月15日日本橫濱召開的Conference on Laser Energy Science of Optics and Photonics International Congress 2016會議上，此項結果也獲得了來自美國LLNL、日本ILE和英國RAL等國際著名實驗室的Prav Patel, K.Mima, M.Roth, S.C. Wilks,P. Norreys, J. Fernandez, S. Fujioka, J. Honrubia, H. Azechi, Y. Nishimura, M. Murakami等知名學者的祝賀和鼓勵，他們對「神光」驅動器升級裝置的研製水平，尤其是高能拍瓦雷射系統的能力給予了充分肯定。

　　迄今為止，系統已成功為物理實驗提供了200多發次的運行輸出，這充分證明高能拍瓦雷射系統已完全具備了皮秒及亞皮秒超短脈衝物理實驗打靶運行能力。作為「快點火」物理實驗研究平臺，「神光」驅動器升級裝置高能拍瓦雷射系統必將為我國高能量密度物理研究提供一個與世界先進水平媲美的雷射驅動器平臺。

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