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历史上的今天 回顾中国巨型激光器项目

  装置由激光器系统、光路自动准直系统、精密靶场系统、激光参数测量系统、激光储能供电系统、精密装校及环境保障系统等组成。它是数百台套单元和组件的集成,并在空间立体排布成8条激光放大链,每条激光放大链终端输出口径为Φ240mm,8束基频激光输出能量总和逾6kJ/1ns,最高输出功率达到1013W,三倍频效率大于50%。

  装置是当时国内规模最大的激光聚变实验装置。该装置技术先进、工程复杂、综合性能优良。它的建成填补了国内若干激光高技术的空白,达到国际先进水平,标志着我国在这一领域的高新技术综合能力上了一个新台阶。

  2003年,亚皮秒超短脉冲两路激光系统:

  两路装置,从建成以来5年多的时间内,平均每年提供实验500发左右,总共提供了2600多发的物理实验。是我国第一台成功研制并投入运行的大能量皮秒激光装置。

  整个系统由长短脉冲两路激光组成,亚皮秒超短脉冲输出最大能量~20J,焦斑尺寸20微米,靶面聚焦功率密度2×1018W/cm2;近纳秒长脉冲能量最大20J。皮秒激光聚焦辐照平面CD靶获得了2×104中子。利用装置同步的长短脉冲激光,还开展了X射线激光、超强超短脉冲激光产生高能电子束的特性等有意义的物理实验。

  该装置是国内第一台大能量超短脉冲激光系统,在我国高能量密度物理研究和皮秒高功率激光技术研究方面起了重要的作用。

亚皮秒超短脉冲两路激光系统

  2008年9月16日至29日,由中、日、韩三方八个研究单位组成的联合实验小组在神光Ⅱ装置(八路加第九路)上成功进行了无碰撞冲击波实验。

  无碰撞冲击波是天体物理中非常重要的现象之一,在对超新星爆发过程的观测中,多次记录到了无碰撞冲击波的产生,并且观测到大量的高能宇宙射线和高能离子。这中间的过程复杂,包括大量的不稳定性存在,因此一直是天体物理研究的热点之一,以往科学家们只能被动地在天空中观测到这种现象。

  此次联合实验小组进行的一轮无碰撞冲击波实验,是在神光Ⅱ装置上模拟无碰撞冲击波过程,实验人员对感兴趣的部分进行操控,观测实验现象,从而验证天体物理对超新星爆发过程中无碰撞冲击波的产生机制的推论,并对伴随其产生的高能宇宙射线及高能粒子的加速过程取得更深的了解。

  该物理实验对装置有许多特殊要求,对装置运行是一次严峻的考验。在联合实验室科研人员的努力下,神光装置在条件多变的情况下激光输出保持稳定可靠状态。中外联合实验小组在神光Ⅱ装置上拍出了满意的图片,得到了实验预想的结果。实验取得成功后,中外联合实验小组认为神光Ⅱ装置与曾使用过的英国卢瑟福实验室的Valcun装置、日本大阪大学Gekko-Ⅻ装置相比,其输出的激光质量达到国际先进水平,而在靶场服务、神光第九路探针光模式多样性方面,达到国际领先水平。

  同时,联合实验小组也就增强完善装置辅助性设施,增强开放性、探索性、研究性实验,以及用户管理措施时等提出了建设性意见,以期在神光Ⅱ装置平台上取得更多世界一流研究成果。

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