上光所是我國建立最早、規模最大的激光專(zhuan) 業(ye) 研究所，成立於(yu) 1964年，現已發展成為(wei) 以探索現代光學重大基礎及應用基礎前沿研究、發展大型激光工程技術並開拓激光與(yu) 光電子高技術應用為(wei) 重點的綜合性研究所。重點學科領域為(wei) ：強激光技術、強場物理與(yu) 強光光學、信息光學、量子光學、激光與(yu) 光電子器件、光學材料等。

　　建所48年來，上海光機所獲得院、部級以上成果獎300多項，其中獲得國家級獎44項。“激光12號實驗裝置”、“小型化OPCPA超短超強激光裝置研究”獲國家科技進步一等獎，獲得國家二等獎的項目有18項。建成了國內(nei) 僅(jin) 有、國際上也為(wei) 數不多的“神光”係列高功率大型激光裝置，用於(yu) 激光分離同位素的激光與(yu) 光學係統，超短超強激光係統，激光原子冷卻裝置，空間全固態激光器研製平台。在各種新型、高性能激光器件、激光與(yu) 光電子功能材料的研製方麵，也進入了國際先進水平，是我國現代光學和激光與(yu) 光電子領域取得研究成果最多的單位之一。

　　上海光機所十分重視國際合作和學術交流活動，多層次、多渠道和多種形式的國際學術交流和合作研究十分活躍。多年來接待的訪問學者、科學家、企業(ye) 家遍及50多個(ge) 國家和地區，其中包括多名諾貝爾獎獲得者和國家元首。派往國外參加國際會(hui) 議、考察和合作研究的學者每年有近百人次，已與(yu) 美國、德國、英國、法國、韓國、日本等十多個(ge) 國家建立了多種形式的科技合作關(guan) 係。

　　同時，上海光機所還是國際IZEST組織的重要成員之一，並於(yu) 近日參加了在美國Lawrence Livermore National Laboratory舉(ju) 辦的第三屆IZEST（International Center for Zetta- Exawatt Science and Technology）會(hui) 議。IZEST致力於(yu) 聯合國際上各個(ge) 著名的激光物理實驗室或相關(guan) 研究組織，發展與(yu) 應用EW（1018W）乃至ZW（1021W）級超高強度激光。

　　上光所沈百飛研究員和冷雨欣研究員在會(hui) 上與(yu) 國際IZEST組織其他成員就EW和ZW激光技術和超強場科學前沿等開展了深入的學術交流，同時還參觀了美國國家點火裝置（NIF）的總體(ti) 和各個(ge) 單元模塊。

　　沈百飛，江蘇啟東(dong) 人。1989年畢業(ye) 於(yu) 西安交通大學物理係， 1994年獲中國科學院上海光機所光學博士學位， 1997年晉升為(wei) 研究員. 赴德國慕尼黑馬普研究院量子光學研究所(MPQ)進行28個(ge) 月的訪問研究。2002年赴德國魯爾大學進行一年訪問研究， 合作者為(wei) 著名華人等離子體(ti) 物理專(zhuan) 家鬱明陽博士。 沈百飛研究員從(cong) 事X射線激光， 高次諧波， 超短超強激光和等離子體(ti) 及原子分子相互作用等方麵的研究， 目前主要研究超強激光的相對論效應和量子電動力學效應。 1994年獲中科院院長優(you) 秀獎；2001年獲上海市科技啟明星稱號；1999年、2002年兩(liang) 度獲德國洪堡研究獎。研究方向：光學：超短超強激光物理及應用等離子體(ti) 物理：激光等離子體(ti) 物理

　　冷雨欣，1975年6月生，1997年畢業(ye) 於(yu) 武漢大學物理係，2002年於(yu) 8月在中科院上海光機所獲博士學位，其後留所工作至今，2005年11月被中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室聘任為(wei) 研究員，其中2006年3月至2007年5月在美國華盛頓大學生物工程係做訪問學者。1、 研究內(nei) 容和研究方向：發展新一代超強超短激光並開拓其前沿應用，主要包括進一步開拓與(yu) 發展光學參量啁啾脈衝(chong) 放大等新原理、新方法，探索解決(jue) 創建超強場、高平均功率的極端超快、可調諧與(yu) 新波段、激光脈衝(chong) 載波包絡位相可控等的新一代超快激光條件的關(guan) 鍵科學問題。並利用新一代超強超短激光開展前沿應用研究。2、近期研究成果：開展啁啾脈衝(chong) 放大關(guan) 鍵單元技術研究，實現飛秒拍瓦級超強超短激光輸出。開展光學參量放大研究，獲得載波包絡位相穩定的可調諧高功率超短紅外激光脈衝(chong) ；開展周期量級激光脈衝(chong) 壓縮研究，獲得近單周期激光脈衝(chong) 壓縮輸出；等。

美國國家點火裝置詳解 

　　美國國家點火裝置（NIF）（即激光聚變裝置）是與(yu) “神光”計劃一樣的工程，由位於(yu) 美國加利福尼亞(ya) 州勞倫(lun) 斯-利弗莫爾國家實驗室研製。該計劃自1994年開工以來延期了很多次，於(yu) 1997年工程正式開始建設。該計劃建造和運行花費超過35億(yi) 美元，容納NIF裝置的建築物長215米，寬120米，相當於(yu) 三個(ge) 足球場。

　　“國家點火裝置”產(chan) 生的激光能量將是世界第二大激光器、羅切斯特大學的激光器的60倍。科學家希望該激光器能模仿太陽中心的熱和壓力，用以創造核聚變反應，並達到平衡點，即激光在聚變反應中產(chan) 生的能量大於(yu) 它們(men) 所消耗的能量。國家點火裝置可以把200萬(wan) 焦耳的能量通過192條激光束聚焦到一個(ge) 很小的點上，從(cong) 而產(chan) 生類似恒星和巨大行星的內(nei) 核以及核爆炸時的溫度和壓力。在此基礎上，科學家可以實施此前在地球上無法實施的許多試驗。

　　該激光聚變裝置2009年5月29日在美國加利福尼亞(ya) 州北部的利弗莫爾勞倫(lun) 斯國家實驗所舉(ju) 行落成典禮。這一裝置能產(chan) 生類似恒星內(nei) 核的溫度和壓力，並使美國在無需核試驗的情況下保持核威懾力。據利弗莫爾勞倫(lun) 斯國家實驗所發表的新聞公報，這個(ge) 激光聚變裝置名為(wei) “國家點火裝置（NIF）”，被安置在一幢占地約3個(ge) 橄欖球場地的10層樓內(nei) 。

　　加州州長施瓦辛格在落成典禮上發表講話說，這一激光係統的建成是加州和美國的偉(wei) 大成就，它將有可能使美國的能源結構發生革命性變化，因為(wei) 它將教會(hui) 人們(men) 駕馭類似太陽的能量，使其轉變成駕駛汽車和家庭生活所需要的能源。

　　國家點火裝置共有3個(ge) 任務：

　　第一個(ge) 任務是讓科學家用它模擬核爆炸，研究核武器的性能情況，這也是美國建設國家點火裝置的初衷，即作為(wei) 美國核武器儲(chu) 備管理計劃的一部分，保證美國在無需核試驗的情況下保持核威懾力。

　　第二個(ge) 任務是使科學家進一步了解宇宙的秘密。科學家可使用國家點火裝置模擬超新星、黑洞邊界、恒星和巨大行星內(nei) 核的環境，進行科學試驗。這些試驗大部分不會(hui) 保密，將為(wei) 科學界提供大量此前無法獲取的數據。

　　第三個(ge) 任務是保證美國的能源安全。科學家希望從(cong) 2010年開始借助國家點火裝置來製造類似太陽內(nei) 部的可控氫核聚變反應，最終用來生產(chan) 可持續的清潔能源。公報說：“國家點火裝置所產(chan) 生的能量遠大於(yu) 啟動它所需要的能量，這是半個(ge) 多世紀以來核聚變研究人員一直夢寐以求的‘能量增益’目標。如能取得成功，將是有曆史意義(yi) 的科學突破。”

實驗過程

　　先將外部激光增強10000倍，然後將一束激光分離為(wei) 48束激光，再增強，進一步分離為(wei) 192束激光，其總能量增加到原來能量的3000萬(wan) 億(yi) 倍，再聚焦到直徑為(wei) 3毫米的氘氚小丸上，產(chan) 生1億(yi) 度的高溫，壓力超過1000億(yi) 個(ge) 大氣壓，進而引發核聚變。每束激光發射出持續大約十億(yi) 分之三秒、蘊涵180萬(wan) 焦耳能量的脈衝(chong) 紫外光——這些能量是美國所有電站產(chan) 生的電能的500倍還多。當這些脈衝(chong) 撞擊到目標反應室上，它們(men) 將產(chan) 生X光。這些X光會(hui) 集中於(yu) 位於(yu) 反應室中心裝滿重氫燃料的一個(ge) 塑料封殼上。X光將把燃料加熱到一億(yi) 度，並施加足夠的壓力使重氫核生聚變反應。釋放的能量將是輸入能量的15倍還多。這是因為(wei) 激光在鏡麵之間來回反射，並通過3000塊磷酸鹽玻璃，其中的鈦原子會(hui) 使激光束擴大。利弗莫爾有850名科學家和工程師。另外大約有100名物理學家在那裏設計實驗。NIF的問題是它的激光每幾小時隻能發射一次。Mercury激光的方案已經在計劃中。它不一定比NIF更大，它的目標是每秒鍾發射10次脈衝(chong) 。

　　國家點火裝置建設和試運轉完成後，2010年將開始進行正式點火實驗。調試工作包括進行一係列優(you) 化和測試實驗，以獲取點火實驗所必需的關(guan) 鍵激光參數和點火靶參數。這些調試工作將在第一次點火打靶前完成。點火實驗對靶工作性能的要求主要體(ti) 現在：力能學性能、對稱性，激波時序以及靶丸流體(ti) 動力學。作為(wei) 國家點火攻關(guan) 項目的一部分，有關(guan) 上述關(guan) 鍵環節調試工作的詳細計劃和理論模擬工作目前正在進行。調試和診斷方法的研究正在現有的若幹裝置上進行。其中包括美國羅切斯特大學激光能學實驗室的OMEGA激光裝置，桑迪亞(ya) 國家實驗室的Z裝置和洛斯阿拉莫斯國家實驗室Trident激光裝置。正在開展的製靶工作由美國通用原子公司（General Atomics），勞倫(lun) 斯裏弗莫爾國家實驗室和洛斯·阿拉莫斯實驗室負責。

　　進展

　　勞倫(lun) 斯-利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置(NIF)取得了重要進展，目前正在開展2009年完成NIF點火的籌備工作。NIF是美國國家核安全管理局（NNSA）的庫存管理計劃的關(guan) 鍵環節。在受控實驗室條件下，NIF將進行聚變點火和熱核燃燒實驗，實驗結果將為(wei) NNSA提供相關(guan) 武器生產(chan) 條件的實驗手段。這些條件對NNSA在不開展地下核試驗的條件下評估並驗證核武庫的工作至關(guan) 重要。NIF實驗將研究武器效應、輻射輸運、二次內(nei) 爆和點火相關(guan) 的物理學機理，並支持庫存管理計劃繼續取得成功。NIF是目前世界上最大和最複雜的激光光學係統，用於(yu) 在實驗室條件下實現人類曆史上的第一次聚變點火。192束矩形激光束將在30英尺的靶室中實現會(hui) 聚，其中靶室內(nei) 含有直徑為(wei) 0.44厘米的氫同位素靶丸。發生聚變反應時，溫度可達到1億(yi) 度，壓力超過1000億(yi) 個(ge) 大氣壓。

　　2012年7月5日，美國國家點火裝置(NIF)實現了單束激光能量打破了美國的記錄。

　　據美國勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室7月12日報告，美國國家點火裝置7月5日發射了192束激光，並使其融合成了一個(ge) 激光脈衝(chong) ，產(chan) 生了500萬(wan) 億(yi) 瓦特峰值功率，這比美國在任何特定時刻內(nei) 使用的總電量還要高1000多倍，並且是人類曆史上發射的能量最大的激光脈衝(chong) 。

　　擁有世界上最大激光裝置的NIF發出了192束經過光學放大的電磁輻射發光，所有的發射都是在幾百萬(wan) 億(yi) 分之一秒內(nei) 進行，傳(chuan) 遞了500萬(wan) 億(yi) 瓦特(百萬(wan) 兆瓦)的“峰值功率”以及1.85兆焦耳的紫外線激光。

國家點火裝置將轉向核武研究 

　　由於(yu) 技術問題，世界上最大的激光器----美國國家點火裝置，將改變發展道路，把重點放在核武器研究上。

　　在過去六年時間裏，美國國家點火裝置(NIF)的工作人員一直致力於(yu) 將192束激光集中於(yu) 一個(ge) 花生米大小的、裝有氫粒子的目標上。當能量為(wei) 500太瓦的激光撞擊到裝有氫粒子的目標上後，會(hui) 產(chan) 生X光粒子，使得重氫原子和超重氫原子產(chan) 生聚變，這種聚變使得少量物質轉變為(wei) 巨大能量。

　　從(cong) “國家點火計劃”這個(ge) 名稱就可以看出其研究目的----“點火”，也就是使聚變產(chan) 生同提供的激光同樣巨大的能量。美國國家點火裝置的官員稱，點火設施試驗成功將為(wei) 新型電廠鋪好道路，這種新電廠將現實每分鍾內(nei) 爆1000個(ge) 粒子。但是出現的技術問題使得該計劃尚未實現其目標，而且該計劃也於(yu) 去年9月份停止。

　　據悉，由政府，國會(hui) 和加州大學提交的報告將於(yu) 11月末遞交到相關(guan) 部門。 這些報告計劃將投入到點火設施的科研時間由80%壓縮到50%，而且讓國家核能安全管理局來安排點火設施的事務。國家核能安全管理局負責維護美國的核軍(jun) 火庫，該部門計劃重點發展模擬核武器內(nei) 部條件的試驗，試驗產(chan) 生的數據將被電腦用於(yu) 檢測核彈頭的可靠性。該部門之所以改用電腦檢測核武器因為(wei) 是克林頓總統在1992年宣布了暫停美國地下核試驗。

　　國家核安全局國防項目副主管唐納德-庫克(Donald Cook)表示，點火試驗並沒有被放棄，但是目前需要開展其他新項目。唐納德-庫克稱：“我們(men) 現在不得不停止點火試驗來開始新項目，而且這個(ge) 新項目需要做大量工作。”

　　而領導加州大學對點火設施進行檢查的物理學家羅伯特-拜爾(Robert Byer)則稱，點火試驗已經取得了顯著進展。羅伯特-拜爾表示：“單是試驗中的激光就已經很不錯了。”他還稱，每束激光能釋放1.85兆焦的能量，大致滿足了試驗室的預期要求，而且粒子研究工具同樣性能良好。

　　研究項目的變化使得美國羅切斯特大學的一位激光核聚變研究者裏卡多-貝蒂(Riccardo Betti)感到擔憂，他警告稱：“他們(men) 必須確保點火試驗獲得最基本的科研投入。”

　　點火項目可能將繼續下去，因為(wei) 眾(zhong) 多國會(hui) 議員仍然對這個(ge) 能源研究項目寄以重望。其他方麵的反應為(wei) ， 美國立法者要求遞交點火項目的新計劃。政客們(men) 也做好了點火項目比預期延遲的準備，但他們(men) 需要看到該項目仍處於(yu) 正確方向。議會(hui) 成員稱：“點火項目不能就這樣結束了，實驗室當初保證隻要有資金就有不錯的科研成果，但如果點火設施在接下來幾年時間裏仍無法實現既定目標，那我們(men) 就不得不考慮該設施是否還具有投資價(jia) 值。”