我国超强超短激光实验装置实现10拍瓦激光放大输出

从中国科学院获悉，上海超强超短激光实验装置（SULF）的研制工作取得重大突破，成功实现了10拍瓦激光放大输出，达到国际同类研究的领先水平。这是SULF装置2016年8月实现5拍瓦国际领先成果之后再次取得重大进展。SULF装置计划于2018年底全面建成并对用户开放。

据介绍，超强超短激光能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件，在台式化加速器、超快化学、阿秒科学、材料科学、激光聚变、核物理与核医学、实验室天体物理等领域具有重大应用价值，国际上多个国家投入巨资开展10拍瓦（1拍瓦=1千万亿瓦）级大型超强超短激光装置的研制。

在国家发改委和上海市的共同支持下，以10拍瓦激光装置为核心的上海超强超短激光实验装置（SULF）的研制被纳入上海建设具有全球影响力的科创中心、打造世界级重大科技基础设施集群的首批重大项目，也将是上海张江综合性国家科学中心的核心平台之一。

图为上海超强超短激光实验装置大厅 中科院供图

据中科院上海光机所相关研究人员介绍，SULF激光装置采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大技术路线。研究人员解决了大口径高增益激光放大器、高性能激光泵浦源、宽带高阶色散精密控制和增益窄化抑制等关键科学技术问题，国际上首次实现了300焦耳以上能量水平的宽带（半高全宽达到70纳米）激光放大输出。10拍瓦激光主放大器采用的钛宝石晶体直径达235毫米，由上海光机所自主研制，这是我国首次研制成功并获得激光放大的口径超过200毫米的激光晶体，也是目前已知国际最大口径的激光放大晶体。

钛宝石主放大器输出的纳秒级啁啾脉冲最高能量达到339焦耳，激光脉冲宽度经过脉冲压缩器压缩后达到21飞秒，压缩器效率64%，压缩后激光脉冲的最高峰值功率可达10.3拍瓦，这是目前已知的最高激光脉冲峰值功率。