上海光機(jī)所“神光II” 5PW裝置圓滿(mǎn)完成“飛秒+納秒組合打靶”中外合作物理實(shí)驗(yàn)
文章來(lái)源:上海光學(xué)精密機(jī)械研究所 | 發(fā)布時(shí)間:2020-03-27 | 【打印】 【關(guān)閉】
2020年第一季度,上海光機(jī)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(kāi)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(mǎn)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)行能力得到了中外研究團(tuán)隊(duì)的高度認(rèn)可。
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(hù)提供更多功能的多樣化物理實(shí)驗(yàn)條件。
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(kāi)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(kāi)始,1月16日?qǐng)A滿(mǎn)完成;上海激光等離子體研究所研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(kāi)始,3月16日?qǐng)A滿(mǎn)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。
高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室激光團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守崗位,克服新冠肺炎疫情防控困難,與物理實(shí)驗(yàn)用戶(hù)團(tuán)隊(duì)一起,以飽滿(mǎn)的精神狀態(tài)高質(zhì)量完成實(shí)驗(yàn)打靶任務(wù),運(yùn)行成功率達(dá)95%以上,最高質(zhì)子能量超過(guò)23.3 MeV。

圖1 SG-II 5PW裝置發(fā)展重大節(jié)點(diǎn)及物理實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合影

圖2 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。
