揭秘国内外已经运行和计划建造的巨型激光器

2013-12-13 10:31

　　世界第一台激光器问世是在1960年6月,中国第一台激光器是在1961年9月。从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，我国形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域，并在产业化上取得可喜进步，可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。

　　目前，建造大型激光器装置已经成为一个国家综合国力的体现，代表一个国家在高技术领域的科技水平，同时又会带动相关领域的科学技术发展。前日，中科院院士、中国工程物理研究院原院长胡仁宇到东莞市兰光光学科技有限公司，考察该公司与清华大学共同承担的“大口径高端光学单元组件系统”项目。听取项目进展报告并实地考察生产车间后，胡仁宇肯定了该项目的思路，并作出了针对性的技术指导。

　　据介绍，该项目在去年底通过了批量生产能力评估，目前已建成首条生产线并开始试产，生产出的4台“高功率大口径变形镜”已顺利安装到国家重大专项巨型激光器上。这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于我国多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。

　　人类的能源从根本上说来自核聚变反应，即发生在太阳上的“轻核聚变”。人类已经在地球上实现了不可控的热核反应，即氢弹爆炸。要获得取之不尽的新能源，必须使这一反应在可控条件下持续地进行。为实现这一理想，科学家们用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究。另一条技术路线于20世纪60年代初提出。它的基本原理是把强大的激光束聚焦到热核材料制成的微型靶丸上，在瞬间产生极高的高温和极大的压力，被高度压缩的稠密等离子体在扩散之前，即完成全部核反应，这就是“惯性约束聚变”（ICF）。

　　惯性约束聚变研究近几年来获得很大进展，21世纪的头20年的目标是点火和低增益。为实现此目的美国建造了世界上最大的激光核聚变装置，简称“国家点火装置”（NIF）。该装置共有192路光束，总输出能量1.8MJ，输出波长3ω。(λ=0.35μm)，峰值功率500TW，其原型单路装置Bemlet已完成了实验。法国的相应装置LMJ具有和NIF大致一样的参数，但路数更多，计划是240路。NIF和LMJ既可以用于间接驱动点火，也可以用于直接驱动点火。日本的计划是：在目前GeKKoⅹⅡ(20KJ，12路)的基础上增加束数和提高能量，用直接点火方式实现点火。俄罗斯打算建造一个300KJ（3ω。）的激光装置IsKra_6，用直接驱动点火方式实现点火。英国也有类似计划。如下表：