专栏名称: 激光制造网LaserfairCom
激光制造网是中国激光行业最权威的综合性门户网站,提供最新最全的激光新闻资讯,前瞻技术与应用解决方案,市场研究与激光行业发展趋势。
目录
相关文章推荐
Excel之家ExcelHome  ·  高手私藏的几个Excel公式,解决20%办公难题 ·  昨天  
Excel之家ExcelHome  ·  AI高效办公:一键拆分工作表 ·  3 天前  
Excel之家ExcelHome  ·  统计汇总经常用的几个Excel公式 ·  4 天前  
Excel之家ExcelHome  ·  AI高效办公:用Word文档快速生成PPT ·  2 天前  
Excel之家ExcelHome  ·  四个最受欢迎Excel公式已选出:谁是你的梦 ... ·  3 天前  
51好读  ›  专栏  ›  激光制造网LaserfairCom

超强超短激光究竟是个啥?

激光制造网LaserfairCom  · 公众号  ·  · 2017-07-14 10:59

正文

请到「今天看啥」查看全文


ELI下设四大研究装置,分别为捷克布拉格ELI-Beamlines Facility,匈牙利赛格德ELI-Attosecond Facility,罗马尼亚默古雷莱的 ELI-Nuclear Physics Facility,以及尚未定址的ELI-Ultrra High Field Facility。

2012年以来,ELI计划陆续启动了3个子项目的研究,投入经费8.5亿欧元,计划于2017年研制数台10拍瓦超强超短激光并建成用户装置,同时为下一步研制200拍瓦级超强激光大科学装置打下基础。

除了欧盟的ELI计划外,英国和法国也正紧锣密鼓地开展各自10拍瓦级超强超短激光装置的研制工作,俄、美、德等国也纷纷提出了各自的拍瓦、10拍瓦乃至100拍瓦级超强超短激光装置研究计划。

英国卢瑟福实验室中央激光装置(CLF)是一个多套激光束线的综合平台,而作为其核心装置的英国卢瑟福实验室Vulcan激光装置,计划在6年内投入2500万英镑,采用OPCPA技术将其输出脉冲峰值功率由拍瓦量级升级到10拍瓦量级,单脉冲能量300焦耳,脉宽30飞秒,聚焦光强达到10^23瓦/平方厘米。

法国的apollon装置位于巴黎郊区,由法国国家科学研究中心(CNRS)、巴黎综合理工大学和法国高等科技学院设计建造,计划于2015至2016年间建成。该装置基于OPCPA前端组合钛宝石放大器结构,拟实现300焦耳放大脉冲输出,压缩后可获得150焦耳、15飞秒、10拍瓦激光脉冲,聚焦光强超过2×10^22瓦/平方厘米,时间对比度大于10^12。

俄罗斯应用物理研究所主导规划的Exawatt Center for Extreme Light Studies (XCELS)同样计划实现前所未有的0.2艾瓦(200拍瓦)峰值功率,设计中的激光装置包含12束15拍瓦、25飞秒超强超短激光,利用相干合成技术实现180拍瓦输出,最高可能达到200拍瓦。同时,装置还设计有一束100MeV(兆伏特)电子直线加速器和一束1拍瓦、1赫兹-10千赫兹重复频率的探针光,拟开展高能物理强场物理相关未知现象和真空时空结构探索的研究工作。

而美国的Lawrence Berkeley National Laboratory正在实行BELLA计划,其内容是首先与法国公司合作,通过购置商品化的40焦耳、40飞秒、1赫兹的拍瓦级重复频率超强超短激光系统,拟开展激光等离子体加速电子研究。

其目标是产生小型化(米级)的10 GeV量级的高性能电子用于材料科学等前沿应用研究,并为未来发展基于更高量级超强超短激光的1TeV电子束级联(100级)激光等离子体加速器的电子正电子对撞机计划提供研究基础。

德国Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf研究中心建立的ELBE装置除了电子加速器束线以外,同时设立了超强超短激光、自由电子激光器(FEL)、X射线和中子束线等综合性的束线平台。


捷克首都布拉格的ELI-Beamlines Facility

超强超短激光在我国的发展现状


这么厉害的一项前沿科技,我们中国当然不会甘于人后,上海光机所强场激光物理国家重点实验室在2007年就成功研制的创当时世界最高功率(0.89拍瓦)并最短脉宽(29.0飞秒)飞秒拍瓦级CPA 激光系统。

2013年,上述团队又进一步发明精密时空操控、级联脉冲净化等新技术,有效解决高增益放大并超高时间对比度等关键科学问题,并突破输出激光脉冲达到超高时间对比度(10^11)的世界性技术难题,实现2.0PW的超高对比度激光脉冲输出。

2014年年底,通过优化注入等方法,团队进一步发展抑制寄生振荡的新方法,基于直径150毫米钛宝石晶体,实现192.3焦耳放大输出,为当时国际上输出能量最高的800纳米宽带激光脉冲。

2016年,上海光机所在张江科创中心采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大(CPA)技术路线获得5.4拍瓦峰值功率输出,这是目前已知的国际最高激光脉冲峰值功率。为实现10拍瓦激光脉冲输出的研制目标奠定了坚实的技术基础。

为了攻克10拍瓦激光峰值功率重大科技目标,该实验室提出了以高对比度啁啾脉冲放大链和光学参量啁啾脉冲终端放大器相结合的混合放大器方案为总体技术路线。







请到「今天看啥」查看全文