上海光機(jī)所“神光II”5PW裝置完成“飛秒+納秒組合打靶”物理實(shí)驗(yàn)
2020年第一季度，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室與上海激光等離子體研究所、歐盟極端光學(xué)基礎(chǔ)設(shè)置阿秒光脈沖源研究所（ELI-ALPS）兩家研究團(tuán)隊(duì)開展合作，分別在“神光II”5PW裝置上進(jìn)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(shí)驗(yàn)，激光條件滿足物理實(shí)驗(yàn)要求，物理結(jié)果達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果，裝置運(yùn)行能力得到中外研究團(tuán)隊(duì)的高度認(rèn)可。 Hs wgv$n
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實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備期間，“神光II”裝置與“神光II”5PW裝置經(jīng)升級(jí)改造后，具備百焦耳級(jí)納秒二倍頻長(zhǎng)脈沖激光與拍瓦級(jí)飛秒短脈沖激光共同打靶能力，可實(shí)現(xiàn)納秒激光與飛秒激光的精密同步測(cè)量與控制，并具備長(zhǎng)短脈沖任意延遲可調(diào)功能，提供了一種飛秒+納秒組合打靶的裝置運(yùn)行新模式，為物理用戶提供更多功能的多樣化物理實(shí)驗(yàn)條件。 6d% |yl
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物理實(shí)驗(yàn)期間，激光裝置運(yùn)行輸出穩(wěn)定，納秒二倍頻激光到靶能量200 J，脈寬1 ns，X光針孔相機(jī)實(shí)測(cè)焦斑小于200μm，飛秒拍瓦激光到靶能量30 J，脈寬30 fs，X光針孔相機(jī)實(shí)測(cè)焦斑小于20μm。ELI-ALPS研究團(tuán)隊(duì)開展了相對(duì)論飛秒激光探針診斷納秒激光修型的等離子體演化實(shí)驗(yàn)研究，大能量激光發(fā)次共計(jì)35發(fā)，實(shí)驗(yàn)于1月2日開始，1月16日?qǐng)A滿完成；上海激光等離子體研究所研究團(tuán)隊(duì)開展了強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)質(zhì)子束流的品質(zhì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究，大能量激光發(fā)次共計(jì)32發(fā)，實(shí)驗(yàn)于2月24日開始，3月16日?qǐng)A滿完成。合作研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多項(xiàng)質(zhì)子束源優(yōu)化方案探索，獲得比以往同驅(qū)動(dòng)能力條件下更高能量、更強(qiáng)束流強(qiáng)度的高品質(zhì)質(zhì)子束探針源。 "VfV;)]|w
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“神光II”5PW裝置自2014年開始研制，2017年實(shí)現(xiàn)拍瓦級(jí)打靶輸出，正式提供物理實(shí)驗(yàn)運(yùn)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(kuò)展多樣化打靶功能，激光裝置運(yùn)行能力與物理參數(shù)診斷能力得到了國(guó)內(nèi)外用戶和專家的一致認(rèn)可。 k.d Q;v}
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圖：SG-II 5PW裝置激光聚焦打靶性能。(a) 飛秒X光針孔相機(jī)焦斑；(b) 飛秒納秒非重合X光針孔相機(jī)焦斑；(c) 飛秒納秒重合X光針孔相機(jī)焦斑。
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