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中科院下属激光实验室及成果汇总(一)

  科研成果:

  实验室的科技人员在激光聚变驱动器的总体技术、先进单元、高水平运行等方面,取得了一系列骄人的成绩,具有扎实的功底和丰富的经验,是我国发展激光聚变驱动器技术、研制更大规模高功率激光装置不可或缺的核心团队之一。

  由实验室承担研制成功的神光Ⅱ装置是目前国内正式运行的规模最大的高功率钕玻璃激光实验装置,其八路基频激光输出总能力为6KJ/1ns,并可以作倍频或三倍频运行,已经成为我国目前及今后更长时间内在惯性约束聚变(ICF)、X光激光等前沿科技基础领域开展研究工作的重要实验平台。

  神光Ⅱ装置由激光器系统、激光自动准直系统、激光精密靶场系统、激光参数测量诊断系统、激光储能供电系统、精密装校及环境保障系统等组成。它是数百台套激光单元和组件的集成,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%。就瞬时功率而言,比全国电站功率的总和还要大许多倍。

  该装置于2001年12月通过了中国科学院、中国工程物理研究院共同组织的鉴定与验收。它的建成和高水平、高效率的运行,体现了我国研制大型激光驱动器的综合能力,并为我国惯性约束聚变、X射线激光等实验研究及其他前沿基础的科学研究提供了最重要的条件,具有显著的经济效益和重大的社会效益,在我国的激光领域乃至整个光学界具有特殊的重要意义。

  该项工作2002年获上海市科技进步一等奖,2004年2月获中国科学院杰出科技成就奖,2005年获国家科技进步二等奖。

  2002年底启动的神光II多功能高能激光系统(简称第九路),是我国惯性约束聚变“五位一体”(驱动器、理论、诊断、制靶、实验)研究平台中激光驱动器——神光II装置的配套装置。这一束激光的基频输出能力达到4.5KJ/3ns,倍频和三倍频转换效率大于50%。第九路激光驱动的探针光,能够为物理实验提供主动的诊断手段,使物理研究人员更加全面、准确地了解相关等离子体物理、规律和机理现象,除了用作物理实验研究的驱动器外,还可以用于在较高效率和较高通量三倍频条件下,开展光束质量、材料破坏效应等诸多方面的研究。

  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2008年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。

  2000年以来,神光II装置为多轮物理实验提供了3千余发次打靶实验,装置的运行成功率近80%,为激光聚变等实验研究取得一系列重要进展提供了根本的保障。

  2007年正式启动的神光II装置升级项目,将实现八路三倍频激光输出能力达到24KJ/3ns,第九路系统将增加1KJ/(1-10)ps基频激光的输出功能,不仅能支持开展更高水平的激光聚变研究,而且可以支持开展“快点火”前期物理研究工作。

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