對超強超短脈衝(chong) 激光-等離子體(ti) 中高能電子加速的研究，有著非常重要的應用前景，吸引了許多科學工作者對其不斷探索。提高激光的強度是激光工作者孜孜不倦的追求。激光的能量越高，脈衝(chong) 寬度越短，則峰值功率越高。

2019年底，“新一代超強超短激光綜合實驗裝置”項目通過國家自然科學基金委員會(hui) 組織專(zhuan) 家的測試，順利完成驗收，該裝置將基於(yu) 激光尾波場加速器實現台式化XFEL 輸出的原理驗證。該裝置由高性能重複頻率百太瓦級超強超短激光係統、中紅外新波段可調諧超強超短激光係統、激光尾波場電子加速與(yu) 台式化X 射線波段自由電子激光(XFEL)係統、高次諧波XUV相幹光源係統等四個(ge) 係統組成。 首次觀察到基於(yu) 激光加速的自由電子激光輻射非線性放大效應，並在激光尾波場電子加速、中紅外新波段超強超短激光、激光驅動高次諧波產(chan) 生等研究中取得了國際領先水平成果。

超強超短激光驅動

成功產(chan) 生反物質——超快正電子源，這一發現將在材料的無損探測、激光驅動正負電子對撞機、癌症診斷等領域具有重大應用。小型台式激光器已經能夠提供高重複頻率超短脈寬超高功率的激光脈衝(chong) 輸出，超強超短激光驅動的粒子加速器，突破了傳(chuan) 統射頻加速器的加速電場極限，提供了超高加速梯度，極大的降低了加速器的規模和成本，將會(hui) 在眾(zhong) 多領域如癌症的質子治療、自由電子激光、生物醫學高分辨率成像、材料檢測及高能粒子物理研究中得到廣泛應用，並將帶來顯著的經濟效益和社會(hui) 效益。

脈衝(chong) X射線機

該裝置主要由電子光學係統(包括注入器、透鏡、脈衝(chong) 發生器、電子槍等)、射頻高壓電源和機械係統等部分組成.由於(yu) 它一方麵能像普通的閃光X射線照相或陰影射線照相，另一方麵又能使X射線脈衝(chong) 貫穿各種不同厚度的材料，特別是高原子序數的元素如鈾，因而它具有一定的完成清晰邊界爆轟炸藥和爆炸驅動金屬係統射線照相的精確測定的能力.閃光X射線照相，是完成與(yu) 爆轟波和衝(chong) 擊波有關(guan) 實驗的一項重要診斷技術，是發展核物理，特別是核武器物理技術的一項必不可少的實驗手段。

自由電子激光器

是一種新型的強相幹輻射源。由於(yu) 它可能具有高功率、高效率、波長的大範圍調諧和超短脈衝(chong) 的時間結構等一係列優(you) 良特性而受到人們(men) 的格外重視。是利用相對論電子束通過周期磁場將電子束的動能轉換為(wei) 輻射能。適宜於(yu) 研究光與(yu) 原子、分子和凝固態物質的相互作用, 這類研究涉及到固體(ti) 表麵物理、半導體(ti) 物理、超導體(ti) 、凝聚態物理、化學、光譜學、非線性光學、生物學、醫學、材料、能源、通信、國防和技術科學等多個(ge) 方麵。

激光尾波場電子加速

利用超短超強激光在等離子體(ti) 中激發出的高強度尾波場來實現電子加速的方案也取得了巨大進展。相對於(yu) 傳(chuan) 統的射頻腔加速器，這種新型的加速器由於(yu) 以等離子體(ti) 為(wei) 介質，可以突破傳(chuan) 統加速器中加速梯度小於(yu) 100MV/m的限製,其加速梯度可以達到100GV/m。電子在這樣的加速場下，在厘米量級的距離內(nei) 就可以獲得GeV的能量。隨著台麵型超短超強激光器的發展，新一代實用化的台麵型電子加速器有望在不遠的將來得以實現。

台式X射線激光器

X射線激光器是一種高亮度、短波長相幹光源並可以短脈衝(chong) 方式運行的激光器，它在需要高時空分辨的微觀快過程的研究領域有著廣闊的應用前景。台式X射線激光器的前景一直吸引著化學家和生物學家的注意.這樣的台式X射線激光器可以揭示細胞內(nei) 部活動的秘密或使研究者更好地了解化學作用.對於(yu) 核聚變專(zhuan) 家來說,X射線激光器可提供更好的加熱等離子體(ti) 的方法。

相幹光源係統

在光纖通信中，必須要用相幹光來載送信號的載波。在光學上，相幹光是指“在時間或空間的任意點上，特別是在垂直於(yu) 光的傳(chuan) 播方向的平麵上的一個(ge) 區域內(nei) ，或在空間的一個(ge) 特定點的所有時間裏，光的所有參數都可以預測並相關(guan) 的光”。