我國(guó)5PW激光系統(tǒng)將開展首輪物理實(shí)驗(yàn)
SGII-5PW系統(tǒng)在完成激光系統(tǒng)的前期優(yōu)化后，于2017年7月成功開展了首輪物理磨合實(shí)驗(yàn)。該磨合實(shí)驗(yàn)由高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室5PW課題組和中物院11所共同完成，實(shí)驗(yàn)中采用不等厚度的銅靶與激光相互作用，對(duì)20μm厚度的銅靶獲得了滿足ICF診斷照相需求的質(zhì)子產(chǎn)量，質(zhì)子平均能量大于7MeV（最大動(dòng)能大于10MeV）。 [EPRBK`=
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從實(shí)驗(yàn)結(jié)果反推激光輸出聚焦功率密度超過(guò)5×1019W/cm2，這與按照系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)推算的結(jié)果相符。本輪物理實(shí)驗(yàn)完成大能量總發(fā)次14發(fā)，成功13發(fā)，成功率93%，能量穩(wěn)定度優(yōu)于5%RMS，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，證明了裝置的可用性，在1.6PW輸出上初步可以提供物理實(shí)驗(yàn)，滿足物理實(shí)驗(yàn)的需求。 FFwu$S6e
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SGII-5PW系統(tǒng)為依托于SGII裝置的飛秒級(jí)高功率超短脈沖激光系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全光參量啁啾脈沖放大（OPCPA）技術(shù)，經(jīng)過(guò)三級(jí)OPCPA放大器，最終實(shí)現(xiàn)150J/30fs的到靶激光脈沖輸出。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是以物理實(shí)驗(yàn)為本，在追求高質(zhì)量輸出和提供物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步完善輸出功率指標(biāo)，最終成為SGII裝置多功能、多種脈沖組合打靶的綜合性激光物理平臺(tái)的有機(jī)組成部分。 Y"5FK
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今年6月，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)大于1.6PW的輸出，第二級(jí)OPCPA放大器實(shí)現(xiàn)了33J/21fs的到靶輸出能力。利用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)（AO）閉環(huán)矯正技術(shù)，獲得了大約10μm的聚焦焦斑，全口徑聚焦焦點(diǎn)附近信噪比優(yōu)于108:1量級(jí)。 %j0c |u
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課題組下一步將針對(duì)裝置相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，通過(guò)進(jìn)一步提高光束口徑的利用率和焦斑附近的有效能量，預(yù)期可以實(shí)現(xiàn)1021W/cm2的聚焦功率密度。通過(guò)本輪聯(lián)機(jī)和物理磨合實(shí)驗(yàn)，SGII-5PW已經(jīng)從裝置的建設(shè)向物理應(yīng)用邁出了第一步，系統(tǒng)今后將通過(guò)多輪物理實(shí)驗(yàn)的磨合和性能提升，逐步進(jìn)入常規(guī)運(yùn)行。（高功率激光物理聯(lián)合室供稿） }cW 8B"_"
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[attachment=78371] p& XuNk 圖1. SGII-5PW激光系統(tǒng) p*$=Eo mY { IB4%,qT [attachment=78372] 1i qgTi> 圖2. SGII 5PW壓縮器、靶室和壓縮器輸出的近場(chǎng)光斑 N}z]OvnZH %> YRNW@% [attachment=78373] V+' zuX 圖3. 激光輸出焦斑以及大能量下針孔相機(jī)測(cè)量結(jié)果 +A
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