上海超強超短激光實驗裝置(又稱“羲和激光裝置”)為(wei) 世界首台10拍瓦(1億(yi) 億(yi) 瓦)激光實驗裝置。該裝置於(yu) 2020年12月通過驗收,2021年投入試運行並對外開放。裝置法人單位為(wei) 中國科學院上海光學精密機械研究所,共建單位為(wei) 上海科技大學。由國家發改委和上海市共同支持,被納入上海建設具有全球影響力的科創中心、打造世界級重大科技基礎設施集群的首批重大項目,也是張江綜合性國家科學中心的核心平台之一。
羲和激光裝置旨在發展國際領先水平的10拍瓦級超強超短激光關(guan) 鍵技術,以及利用10拍瓦激光與(yu) 重複頻率拍瓦激光驅動產(chan) 生超快、多光譜、高亮度光源和超快高性能粒子束,應用於(yu) 物質科學、生命科學等基礎研究。羲和激光裝置主要包括:一台10拍瓦超強超短激光係統(10PW/1min),同時具備高重複頻率的1拍瓦級激光輸出束線(1PW/0.1Hz)。
10拍瓦超強超短激光裝置 重複頻率的1拍瓦激光係統 以及極端條件材料科學研究平台、超快亞(ya) 原子物理研究平台、超快化學與(yu) 大分子動力學研究平台等3個(ge) 用戶實驗終端;科研輔助設施和數據中心;一幢裝置實驗大樓。 極端條件材料科學研究平台: 基於(yu) 10拍瓦激光係統前端和300焦耳釹玻璃納秒激光係統,可提供飛秒激光與(yu) 原子分子相互作用以及納秒激光與(yu) 材料相互作用,用於(yu) 原子分子及固體(ti) 材料的超快非線性以及材料中的激光高壓加載等方麵的研究。 超快亞(ya) 原子物理研究平台: 基於(yu) 10拍瓦超強超短激光係統和重頻1拍瓦激光係統,可用於(yu) 強激光驅動離子加速、電子加速、正電子加速、輻射源、強場QED等強場物理領域的實驗研究,能提供高品質離子源、電子源、正電子源及輻射源等,在腫瘤治療、輻射環境模擬、高精度成像、材料無損探測等民用和軍(jun) 事領域具有廣泛的應用前景。 超快化學與(yu) 大分子動力學研究平台: 基於(yu) 重頻1拍瓦激光係統,可提供飛秒重頻激光、電子束、相幹軟X 射線衍射成像、伽馬射線源、太赫茲(zi) 源等實驗方法,用於(yu) 超快強場物理作用實驗、超快化學與(yu) 大分子動力學探測、原子核物理探測、高分辨顯微成像等方麵的研究。 麵向世界科技前沿,麵向國家重大需求,羲和激光裝置已運行6000小時,收到來自牛津大學、北京大學、複旦大學、中科院金屬所等大學和科研單位的課題申請,順利完成了張江實驗室、北京航空航天大學、頂峰多尺度科學研究所、中南大學和上海光機所等用戶的物理實驗。 利用超強超短激光,在 “全光阿秒電子示波器”驗證、拓撲表麵態貢獻的高次諧波輻射及其物理機製等方麵取得突破,相關(guan) 成果分別發表在《自然光子學》[Nature Photonics 15(3):1~6(2021)] 和《自然物理》 [Nature Physics 17(3):1-5(2021)] 上。 基於(yu) 激光加速器的小型化自由電子激光研究取得突破性進展,國際首次實現了基於(yu) 激光尾波場加速的自發輻射放大輸出,這標誌著我國在國際上率先完成台式化自由電子激光的原理驗證,該成果作為(wei) 封麵文章發表於(yu) 《自然》(Nature)雜誌。
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