世界最强光从浦东发出：上海超强超短激光实验
“成功来自努力，智慧创造奇迹，激光在我手中，我的国家在我心中。”位于浦东张江的上海超短激光实验设备馆，四列红字赫然映入眼帘。世界最高激光峰值功率记录保持者——世界第一台10PW超强超短激光实验装置（SULF）。
超强超短激光被认为是人类已知的最亮的光源。它可以在实验室中创造极端的物理条件，这些条件只能在核爆炸的中心、恒星内部和黑洞的边缘找到。 10拍瓦（1亿吉瓦）激光系统为人们提供了前所未有的超高能量密度、超强电磁场、超快时间尺度等综合极端物理条件。但这还不是结束。离这里不远处，一个100瓦的激光装置比正在建造的要强十倍。
包括超强超短激光装置在内的全球最大、最全、综合性最强的光子科学设施群正在张江逐渐成型，探索和开拓科学前沿。 “在科学性能方面，超强超短激光装置可以与上海光源、软X射线自由电子装置、大型蛋白质科学装置相得益彰。换句话说，一系列区域集中在浦东几平方公里的小范围内，世界领先的大型科学装置，特别是光子大型科学装置，它们具有不同的性能和特点，可以为科学家提供满足不同需求的综合物理实验条件。 ”中国科学院上海光学精密机械研究所副所长冷宇在近日接受澎湃新闻采访时告诉澎湃新闻，基于浦东张江地区的光子科学设施群，结合浦东新区的优势和特点，不同器件，中国科研团队有望在基础物理、材料科学、生命科学、国防安全等领域取得创新成果。
在古希腊神话中，太阳神阿波罗掌管光明，法国帕瓦激光装置被命名为“阿波罗”。项目负责人、中科院院士李如新为上海超强超短激光实验装置取了一个更有诗意的名字：西河激光装置。羲和是《山海经·南野经》中记载的太阳之母，生了10个太阳，故命名为10瓦激光装置。
10Pwatt超强超短激光，顾名思义，第一大特点就是超强，光强高达每平方厘米10到22次方。脉冲经过压缩后，宽度达到飞秒量级，相当于将10个太阳辐射总能量汇聚到地球上，达到一根头发丝的尺度。
这瞬间爆发力能起到什么作用？为推进多领域应用科学和理论研究的发展创造了新的条件。可用于制造桌面电子加速器和产生超快 X 射线源，检测和成像蛋白质原子运动，开发激光质子刀治疗癌症，生产反物质，研究天体物理学和宇宙起源，也可能是将来用于真空结构和暗物质检测。
据介绍，西河激光装置项目法人单位为中国科学院上海光学精密机械研究所，联合创始人为上海科技大学，于2020年12月28日通过项目验收。 项目建设内容主要包括：10瓦（1瓦=1拍瓦）超强超短激光系统，1瓦激光输出光束线重复率；极端条件材料科学研究平台 超快亚原子物理研究平台、超快化学与高分子动力学研究平台等3个用户实验终端；科研辅助设施和数据中心；设备实验楼。设备定位面向国内外高校、科研机构和企业，提供先进的材料科学和生命科学研究方法。
冷宇新表示，2016年，在上海和浦东新区的支持下，西河激光装置实现了当年立项、当年开工建设的“上海速度”。 ”
项目建设期间，2017年10月24日，该装置实现了10.3拍瓦激光放大输出，在全球率先实现了能级超过300焦耳的宽带激光放大输出，压缩后脉冲宽度为21微米。秒。 2019年12月7日，该装置获得激光中心波长800纳米，输出能量404焦耳，每发3分钟重复频率（比设计指标高40倍），压缩脉冲宽度24.6 fs，平均峰值功率为 11.7 次。结果瓦特（最高峰值功率12.9拍瓦）再次打破世界纪录。在测试阶段，实验平台在拓扑态贡献的高次谐波产生和阿秒电子动力学研究方面取得了重要进展。同时，依托该项目，上海光机所成功研制出世界上最大直径的钛蓝宝石晶体等核心器件。
该项目的成果被《科学》杂志的一篇文章列为自1960年第一台激光器发明以来世界上激光脉冲功率改进的第五个重大里程碑；入选党的十八大以来，中科院“20项标志性重大成果”；入选中科院“第一行动”计划第一阶段重大科技成果和标志性进展。
论文获悉，2021年上海超强超短激光实验装置已初步开通，将被国内相关研究组用于完成物理实验；质子加速和电子加速等实验正在进行中。
与此同时，上海光机所的研究团队正在向100瓦激光装置的目标发起挑战。 《科学》杂志对此评论道，“这将是一个全新的物理学”，“中国团队实际上正在引领100-PW激光器的道路”。
浦东新区科技经济委员会主任许昕在接受澎湃新闻等媒体采访时表示，做科技强国、创新强国是浦东义不容辞的使命和责任。团队。在落实领导区意见的过程中，浦东将进一步夯实基础研究的厚度。 “目前浦东在建和在建的大型科学设施有10个，这些大型科学设施是基础研究的重要载体平台，浦东将依托国家重大科技基础设施等载体，打造具有领先地位的国家战略科技基地。科技创新群，前瞻性布局科技创新方向，着力突破核心领域，推进信息技术、材料科学、空间技术、生命科学、环境科学研究，力争产生一批世界级的科学发现。”他说。
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