上海超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)10拍瓦激光放大輸出

　　10月24日晚，位于上海浦東張江的中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所和上?？萍即髮W(xué)超強(qiáng)激光光源聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室傳來喜訊：上海超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置（SULF）研制工作取得重大突破，成功實(shí)現(xiàn)了10拍瓦（1拍瓦=1千萬億瓦）激光放大輸出，達(dá)到國際同類研究領(lǐng)先水平。這是SULF裝置2016年8月實(shí)現(xiàn)5拍瓦國際領(lǐng)先成果之后再次取得重大進(jìn)展。SULF裝置計(jì)劃于2018年底全面建成并對用戶開放。

　　超強(qiáng)超短激光能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)創(chuàng)造出前所未有的超強(qiáng)電磁場、超高能量密度和超快時(shí)間尺度綜合性極端物理?xiàng)l件，在臺式化加速器、超快化學(xué)、阿秒科學(xué)、材料科學(xué)、激光聚變、核物理與核醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)室天體物理等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價(jià)值，國際上多個(gè)國家投入巨資開展10拍瓦級大型超強(qiáng)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(shè)施（ELI）項(xiàng)目正在同時(shí)建設(shè)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(qiáng)超短激光裝置的研究設(shè)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(shè)具有全球影響力的科創(chuàng)中心、打造世界級重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群的首批重大項(xiàng)目，也將是上海張江綜合性國家科學(xué)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(shù)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(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，國際上首次實(shí)現(xiàn)了300焦耳以上能量水平的寬帶（半高全寬達(dá)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(dá)235毫米，由上海光機(jī)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(dá)到339焦耳，激光脈沖寬度經(jīng)過脈沖壓縮器壓縮后達(dá)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(dá)10.3拍瓦，這是目前已知的最高激光脈沖峰值功率。