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      上海光机所“神光II” 5PW装置圆满完成“飛秒+纳秒组合打靶”中外合作物理实验

      文章來源:上海光學精密機械研究所  |  發布時間:2020-03-27  |  【打印】 【關閉

        

        2020年第一季度,上海光機所高功率激光物理聯合實驗室與上海激光等離子體研究所、歐盟極端光學基礎設置阿秒光脈沖源研究所(ELI-ALPS)兩家研究團隊開展合作,分別在“神光II5PW裝置上進行了兩輪飛秒拍瓦激光與大能量納秒激光組合打靶物理實驗,激光條件滿足物理實驗要求,物理結果達到預期實驗效果,裝置運行能力得到了中外研究團隊的高度認可。

        实验准备期间, “神光II”裝置與“神光II 5PW裝置經升級改造後,具備百焦耳級納秒二倍頻長脈沖激光與拍瓦級飛秒短脈沖激光共同打靶能力,可實現納秒激光與飛秒激光的精密同步測量與控制,並具備長短脈沖任意延遲可調功能,提供了一種飛秒+納秒組合打靶的裝置運行新模式,爲物理用戶提供更多功能的多樣化物理實驗條件。

        物理實驗期間,激光裝置運行輸出穩定,納秒二倍頻激光到靶能量200 J,脈寬1 nsX光針孔相機實測焦斑小于200μm,飛秒拍瓦激光到靶能量30 J,脈寬30 fsX光針孔相機實測焦斑小于20μmELI-ALPS研究團隊開展了相對論飛秒激光探針診斷納秒激光修型的等離子體演化實驗研究,大能量激光發次共計35發,實驗于12日開始,116日圓滿完成;上海激光等離子體研究所研究團隊開展了強激光驅動質子束流的品質優化實驗研究,大能量激光發次共計32發,實驗于224日開始,316日圓滿完成。合作研究團隊進行多項質子束源優化方案探索,獲得比以往同驅動能力條件下更高能量、更強束流強度的高品質質子束探針源。

        高功率激光物理聯合實驗室激光團隊堅守崗位,克服新冠肺炎疫情防控困難,與物理實驗用戶團隊一起,以飽滿的精神狀態高質量完成實驗打靶任務,運行成功率達95%以上,最高質子能量超過23.3 MeV

      “神光II 5PW裝置自2014年開始研制,2017年實現拍瓦級打靶輸出,正式提供物理實驗運行。通過不斷提升脈沖峰值功率、聚焦功率密度、脈沖信噪比等激光輸出性能、擴展多樣化打靶功能,激光裝置運行能力與物理參數診斷能力得到了國內外用戶和專家的一致認可。(高功率激光物理聯合實驗室供稿)

      1 SG-II 5PW裝置發展重大節點及物理實驗團隊合影


       

      2 SG-II 5PW裝置激光聚焦打靶性能。(a) 飛秒X光針孔相機焦斑;(b) 飛秒纳秒非重合X光針孔相機焦斑;(c) 飛秒纳秒重合X光針孔相機焦斑。

       

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