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巨大的“神光”装置

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:于是,该装置正式命名为“神光Ⅰ号”。“神光Ⅰ号”连续运行8年,在激光惯性约束核聚变和X射线激光等前沿领域取得了一批国际一流水平的物理成果。1994年5月18日,“神光Ⅱ号”装置立项,工程正式启动,规模比“神光Ⅰ号”装置扩大4倍。近年又投身巨型“神光Ⅲ号”装置的设计与研制,任总体技术专家组总工程师。

1965年,上海光机所开始用高功率钕玻璃激光产生激光聚变的研究。1973年5月,上海光机所建成两台功率达到万兆瓦级的高功率钕玻璃行波放大激光系统。1974年,上海光机所研制成功毫微秒10万兆瓦级6路高功率钕玻璃激光系统,激光输出功率提高了10倍。1980年,王淦昌提出建造脉冲功率为1万亿瓦固体激光装置的建议,称为激光12号实验装置。1986年夏天,张爱萍将军为激光12号实验装置亲笔题词“神光”。于是,该装置正式命名为“神光Ⅰ号”。

神光Ⅰ号位于上海市嘉定区清河路390号光机所内,总建筑面积4612平方米,为4层钢筋混凝土框架结构,总高度15米。该装置输出两束口径为200毫米的强光束,每束激光的峰功率达1万亿瓦,脉冲宽度有1纳秒(10-9秒)和100皮秒(10-12秒)两种,波长为1.053微米(10-6米)的红外光,可倍频到0.53微米绿光。实验室内配有物理实验靶室及全套诊断测量设备,能开展激光加热与压缩等离子物理现象的研究和激光X光谱等基础研究工作。

1990年,“神光Ⅰ号”获得国家科技进步奖一等奖。

1994年,“神光Ⅰ号”退役。“神光Ⅰ号”连续运行8年,在激光惯性约束核聚变和X射线激光等前沿领域取得了一批国际一流水平的物理成果。1994年5月18日,“神光Ⅱ号”装置立项,工程正式启动,规模比“神光Ⅰ号”装置扩大4倍。

“神光Ⅱ号”装置采用了国产高性能元器件,独立自主解决了一系列的科学技术难题,其数百台光学设备集成在一个足球场大小的空间内。“神光Ⅱ号”能同步发射8束激光,在约150米的光程内逐级放大:每束激光的口径能从5毫米扩为近240毫米,输出能量从几十个微焦耳增至750焦耳/束。技术参数与当今世界上最先进的在运行的美国OMEGA装置相当,总体性能达到国际同类装置的先进水平。

“神光Ⅱ号”激光驱动器

1995年,我国科研人员开始研制跨世纪的巨型激光驱动器——“神光Ⅲ号”装置,计划建成十万焦耳级的激光装置。2007年2月4日,中物院神光Ⅲ激光装置实验室工程举行了盛大的开工奠基仪式。该工程位于绵阳中国工程物理研究院内,建筑面积28154平方米,平面布置:呈长方形布置,建筑物总长178米,总宽75米,建筑结构十分复杂。规划中的“神光Ⅲ号”装置是一个巨型的激光系统,比当前世界最大的NOVA装置(1985年在美国劳伦斯—利弗莫尔国家实验室(LLNL)建成的钕玻璃激光器)还要大一倍多。原计划它具有60束强光束,紫外激光能量达60千焦,质量和精密性要达到21世纪的国际先进水平,现在该计划可能已经进一步修改,以提高能量规模。惯性约束聚变点火工程(2020年)已被确定为《国家中长期科学和技术发展规划》的十六项重大专项之一。

我国在2010年前后还研制了“神光Ⅳ号”核聚变点火装置。

要成功实现惯性核聚变,激光装置的研究是关键之一,很多光学专家在默默无闻的辛劳工作着,范滇元院士就是其中的一位。

范滇元

范滇元,光电子与激光技术专家。江苏省常熟县人。1962年毕业于北京大学,1966年中国科学院上海光机所研究生毕业。中国科学院上海光机所研究员,技术委员会主任。中国光学学会激光专业委员会主任,上海光电子行业协会理事长。从事“神光”系列高功率激光装置的研制及应用30多年,先后参与研制“星光一号”“神光Ⅰ号”“神光Ⅱ号”等大型激光装置。近年又投身巨型“神光Ⅲ号”装置的设计与研制,任总体技术专家组总工程师。在激光系统总体设计光束传输理论与应用、强激光与物质相互作用等方面取得一系列先进成果。先后获得陈嘉庚奖、中科院科技进步特等奖,国家一等奖、上海市一等奖和光华工程科技奖等。1995年当选为中国工程院院士。

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