飛秒拍瓦級激光裝置是強場物理等前沿基礎研究的重要手段，國際上多個(ge) 國家和地區都開展了該類大型超短脈衝(chong) 激光裝置的研製。該類激光裝置的輸出性能有別於(yu) 其他類型的激光裝置，即要在焦點處實現拍瓦級聚焦功率密度，對於(yu) 激光輸出的時空特性、光束指向性等具有極高要求。“神光Ⅱ”飛秒拍瓦級激光裝置攻關(guan) 計劃分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 階段：一是激光拍瓦級輸出和驗證，二是綜合實驗驗證，提升拍瓦輸出的穩定可控，以便滿足裝置的實用性需要。該裝置將成為(wei) 神光Ⅱ裝置多功能、多種脈衝(chong) 組合打靶的綜合性激光物理平台的有機組成部分。

　　第二階段的實驗圍繞裝置穩定提供物理實驗這一核心目標，著力解決(jue) 第一階段聯機實驗中暴露的問題，係統總體(ti) 與(yu) 單元性能方麵獲得了顯著提升，在現有泵浦參數與(yu) 同步控製精度不變的情況下，通過優(you) 化OPCPAI晶體(ti) 參數與(yu) 匹配結構，在輸出能量、轉換效率、穩定性與(yu) 光束質量方麵得到顯著提升，轉換效率42.8%，穩定性達到1.67%RMS；OPCPAII通過優(you) 化泵浦光的有效光束口徑與(yu) 能量填充度，光束口徑增加11%，最大可輸出40.7J能量, 轉換效率高達41.9%，為(wei) 當前報道大口徑OPCPA的最高轉換效率。在終端調靶方麵，增加了真空中的監控手段，大大提高了調靶的精度與(yu) 複位精度，結合自適應光學閉環控製，降低了係統的剩餘(yu) 殘差，808nm波長上獲得靜態聚焦焦斑直徑由原來的10μm 減小到4.4μm。在聚焦能力方麵，由於(yu) 係統各部分的優(you) 化，係統輸出的能量更加穩定可控，焦斑更小；能量集中度顯著提升，使該激光裝置在二級OPCPA的半能量輸出條件下，實現10²⁰W/cm²量級聚焦功率密度下的穩定輸出。（高功率激光物理聯合實驗室供稿） 

圖1.OPCPAI放大後的近場和光譜圖

圖2.輸出光近場波前與(yu) 聚焦焦斑圖