2005年11月16日，“神光Ⅱ装置升级项目可行性报告”论证会在福州召开。有关领导、专家及联合实验室的科技骨干共30余人参加了会议，中国科学院李志刚秘书长主持了会议。

　　2007年，正式启动神光Ⅱ装置升级工程。

　　针对“神光-Ⅱ”装置第九路系统主激光瞄准精度小于等于30μm和大焦斑辐照均匀性优于10％的要求，提出了靶场终端光学组件的设计结构。应用有限元法对组件关键机械元件和ICF靶室整体进行动静态分析，优化了设计参数。同时与聚焦透镜配合进行数值分析列阵透镜，确定了单元数、曲率和厚度以及单元长和宽等参数。经过实验测试，主激光瞄准精度达到28．9μm，大焦斑辐照的形状为1000μm×500μm，均匀性为12．0％。

　　考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求，分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试，初步确定系统的工作状况，并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器系统及相关的设计进行仿真验证计算。结果表明：SF4系统的一阶固有频率达到83Hz，与实验结果相符合，满足系统稳定性的要求；在系统中引入支撑不但能有效增加系统的刚度，同时能转移系统的振型；系统基础支撑平台的选择要求平台独立，并且选择较低的高度以便于控制上层光学元件的变形。

　　2008年，神光Ⅱ第九路通过验收，第九路的输出能力为：

　　基频4.5kJ/3ns，300J/100ps

　　二倍频和三倍频效率>50%

　　四倍频200J/3ns或0.2J/80ps

　　安放第九路激光器的实验大厅于2003年开始基建施工，2004年交付使用。2004年5月开始第九路器件的进场和安装调试，2005年5月起投入试运行，至2008年1月，器件配合物理实验发射大能量近800发次，既考核了器件的运行能力，又较好地满足了物理实验的需求。2008年1月完成了全部8类16项指标的验收测试，测试结果表明第九路研制项目全面达到设计要求，并于10月通过了由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术860-804专题专家组联合组织的验收。第九路的建成不仅满足了当前我国惯性约束聚变研究需求，也大大地促进了我国高功率激光技术的发展，为下一步建造更大规模的高功率激光器积累了有益的经验。

　　2008.设计高功率激光装置靶场终端光学组件(FOA)时考虑的重要因素是鬼像对光学元件的破坏。由于神光Ⅱ升级装置(SG-Ⅱ-U)的输出能量高、靶场空间小、鬼像分布情况复杂，导致了终端光学组件的设计难度很高。用自主研发的鬼像控制设计软件对神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件排布进行设计，给出了进行鬼像控制设计时需考虑的设计因素，并对比研究了两种靶场终端光学组件设计方案的优缺点，最后结合神光Ⅱ升级装置的特点，优化设计出神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件的最终排布方案。

　　2011年1月24日，中科院计划财务局会同大装置办组织专家对神光II装置承担的“空调系统更新”、“能源系统改造”和“靶场系统改造”三个重大维修改造项目进行验收。院计划财务局潘峰副局长、上海光机所陈卫标副所长、大装置办罗小安处长、验收专家组和装置的相关人员参加了验收会。