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[高端制造] 中国已研成5千瓦级全固态激光器 破国际禁运

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langge945 发表于 2013-3-16 14:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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林学春研究员(左一)与国外同行开展学术交流。

中国已研成5千瓦级全固态激光器 破国际禁运

http://www.chinareviewnews.com   2013-03-15   



林学春研究员(左一)与国外同行开展学术交流。
  中评社北京3月15日电/激光就是先进制造领域的一把利器,对一个国家的先进制造业发展有着至关重要的作用,而先进制造业的水平,体现着综合国力的强弱。

  中国科学报报道,29岁就成为中国科学院半导体所最年轻的研究员,他最感谢的是他的导师、中国工程院院士许祖彦,导师不仅教给他扎实的基础知识,同时也教会他如何做人。

  跨越鸿沟,就是一个全新的自己

  2005年,博士毕业后来到半导体所科技处工作刚刚一年的林学春接到了一项艰巨的任务——筹建全固态光源实验室。

  从无到有,往往要付出常人难以想象的努力。创建初期,林学春白天被科技处各种事务性工作填得满满当当,研究只能放在晚上做。大功率激光器实验危险性很强,水、电、光都集中到一个很小的区域,稍不留神,水溅出来会有灾难性的后果,看不见的激光射出来会把钢板烧个窟窿。而那时,实验室里只有林学春一个人在同时面对这些可能发生的危险。

  危险,林学春不怕,但让他苦恼的是,如何才能得到理想的实验结果。很长一段时间内,他觉得自己离成功很远,想到研究所为实验室投入的那么多经费可能要付诸东流,他不免心急如焚。

  一个能取得成功的人总是一个善于调节自己情绪的人。很快,他就豁然开朗了,要作出成绩必须先平静下来,有无所畏惧的决心和勇气。他把激光器部件一个个拆开,反覆对比每一个参数,认真设计每一个步骤,经常在不知不觉中,发现窗外天已大亮。




http://www.zhgpl.com/doc/1024/7/ ... mp;mdate=0315151346
璇瑢子 发表于 2013-3-16 19:38 | 显示全部楼层
想知道几个问题:
激光武器使用和天气关系大吗?
烟雾弹能不能挡住激光?
目标如果使用很高反光率的油漆是不是会减少毁伤效果?
一些按特殊角度反射回来的激光会不会误伤队友?
登山者 发表于 2013-3-17 08:46 | 显示全部楼层
全固态不是效应物破坏的方向吧  

作武器、搞破坏MS还得靠高峰值功率

这个不是固态的强项
天南地北双飞客 发表于 2013-3-17 09:13 | 显示全部楼层
只是一般民用的,不是激光武器。
Nighthawk 发表于 2013-3-17 14:36 | 显示全部楼层
水溅出来会有灾难性的后果

这个应该是记者不懂相关的专业问题;文中的激光器是用来加工的(这么大功率的也没有别的用途),在加工里受热区域会形成焊接意义上的熔池,熔池简单理解就像水银珠那种液态金属,表面反射率很高,如果几千瓦的激光会这个反射出来到没有防护的人身上,就可以去见马克思了。
所以激光切割机都是用高压气体(一般是CO2)将高温熔池迅速吹入金属的深处来形成切割效应。
 楼主| langge945 发表于 2013-6-8 21:35 | 显示全部楼层
我国首台万瓦连续光纤激光器问世

(2013-06-08)  编辑发布:中国船舶在线  


  【摘要】将推动船舶制造技术的进步

    将推动船舶制造技术的进步,但大功率光纤激光器在造船领域的应用还需突破一些瓶颈

    近日,我国首台万瓦连续光纤激光器在武汉“光谷”问世。自此,继美国之后,中国成为世界上第二个掌握该项技术的国家万瓦连续光纤激光器实现国产化和产业化,打破了该领域一直由美国垄断的局面。船界专家表示,这也将推动船舶制造技术的不断进步,促进激光加工技术在船舶制造业应用得更广泛。
    据介绍,激光技术是制造业中常用的加工手段,光纤激光器是近年来激光领域的热点,而大功率光纤激光器则是最先进的第三代工业加工激光器。与一般激光器相比,光纤激光器具有许多优点,例如加工精度高、可以实现智能化和柔性化操作等,其应用领域已经扩展到汽车、船舶和航空等工业领域的金属及非金属材料切割、焊接等方面。
    上海船舶工艺研究所焊接工艺及装备研究室主任郑惠锦介绍,激光加工技术的应用在欧洲船企比较常见,例如德国迈尔船厂很早就开始使用激光器进行零件加工。目前,国内也有部分大型船企应用激光加工技术。激光切割技术在船舶行业中的应用已经比较成熟;在焊接方面,由于光纤激光的热影响区小,能够显著减少热变形现象,因此可以显著改善船板焊缝质量和外观,提升加工效率。
    但是,大功率光纤激光器要在船舶行业得到广泛应用,还需突破一些瓶颈。郑惠锦认为,激光加工系统的一次性资金投入极大,仅一台设备就需要耗资数百万元,而且船企只有批量采购,才能满足生产需要,因此,相关研究机构和企业应加快激光器的商用化进程,迅速降低产品价格,以便在船企大范围推广使用。另外,激光制造系统的特性与船舶行业本身的加工和应用特点之间存在相互适应的问题,尤其是在焊接方面,激光加工精度达到十分之一毫米,这对船厂的精度管理与施工工艺提出了更高的要求。
    广州广船国际股份有限公司工法研究专家魏竹暻则表示,近年来,激光加工技术的发展十分迅速,一些船企对这一技术的使用也从车间扩展到码头和水下。但从实际使用效果来看,激光切割设备有时切不透较厚的板材,必须再使用火焰切割。同时,激光设备技术复杂,关键零部件需要按时更换,更换后还需重新调整相关参数。因此,船舶激光制造技术研发者应综合考虑船舶制造本身的需求,提高设备的可靠性和耐用性,并积极研究激光技术与传统及其他切割和焊接手段相结合的方法,使该项技术在船舶制造业得到更广泛的应用。
    据了解,万瓦光纤激光器由武汉锐科光纤激光器有限责任公司自主研发。该公司市场部负责人向记者介绍,光纤激光器是一系列激光设备的核心,武汉锐科研发生产的万瓦光纤激光器具有光束质量高、电光转换效率高、免维护运行的特点,可广泛应用于焊接、切割、钎焊、热处理、岩石和混凝土钻孔等方面。该技术已被纳入2013年国家“863”计划。
    武汉锐科于2007年在武汉东湖高新区创办,是中国首家且目前唯一一家研发并实现规模化生产光纤激光器的高科技企业。自成立以来,该公司积极开展光纤激光器及其相关应用领域的技术创新和成果转化。在2012年500瓦连续单模光纤激光器实现量产、1千瓦连续激光器实现销售并批量生产、4千瓦连续激光器实现销售并通过鉴定之后,该公司此次在万瓦连续激光器技术方面也取得了重大突破。





http://www.shipol.com.cn/xw/jsdt/264686.htm
 楼主| langge945 发表于 2013-9-7 11:09 | 显示全部楼层
我国自主研发成功世界唯一实用化深紫外固态激光源前沿装备
2013年09月06日 20:00:47 来源:新华网 58

  新华网北京9月6日电(记者吴晶晶、翟玉珠)由中科院承担的国家重大科研装备“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”6日通过验收,使我国成为世界上唯一一个能够制造实用化、精密化深紫外全固态激光器的国家。

  我国科学家已应用该系列装备在石墨烯、高温超导、拓扑绝缘体、宽禁带半导体和催化剂等领域获得了一系列重要研究成果,使我国深紫外领域的科研水平处于国际领先地位。

  深紫外技术与装备在物理、化学、材料、信息、生命、资环等学科领域均有重大应用价值。目前世界上深紫外波段科研装备存在能量分辨率低、光子通量小等不足,已不能满足深紫外波段前沿科学发展需求。

  在财政部专项资金支持下,中科院研制成功了具有自主知识产权的深紫外固态激光源系列装备,包括:深紫外非线性光学晶体与器件平台、深紫外全固态激光源平台,以及基于这两个平台研制的8台新型深紫外激光科研装备,分别是:深紫外激光拉曼光谱仪、深紫外激光光化学反应仪、深紫外激光光发射电子显微镜、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪、深紫外激光原位时空分辨隧道电子谱仪、基于飞行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪。

  据介绍,中科院科研人员经过10余年的努力,在国际上首先生长出大尺寸氟硼铍酸钾晶体,并发现该晶体是第一种可用直接倍频法产生深紫外波段激光的非线性光学晶体。在此基础上发明了棱镜耦合专利技术,率先发展出直接倍频产生深紫外激光的先进技术。目前,中科院在棱镜耦合器件上已获中、美、日专利,使我国成为世界上唯一能够研制实用化、精密化深紫外固态激光源的国家。

  验收会上,专家一致认为该项目是我国自主研发高精尖仪器的成功范例,属于源头创新工作。中科院院长白春礼表示,该项目的实施打造了我国“晶体-光源-装备-科研-产业化”的自主创新链,形成了创新的项目组织与管理模式,对学科交叉面广、跨度大、探索性和工程性均很强的原创性重大科研装备自主创新积累了宝贵经验。

 据了解,在科技部支持下,中科院已启动了深紫外仪器设备的产业化开发工作,逐步将其推向市场;并在财政部支持下启动了二期工作,将进行6台国际领先水平的仪器设备研制,继续推动深紫外技术的深度开发。
http://news.xinhuanet.com/tech/2013-09/06/c_117266426.htm
 楼主| langge945 发表于 2014-3-7 17:52 | 显示全部楼层
langge945 发表于 2013-6-8 21:35
我国首台万瓦连续光纤激光器问世

(2013-06-08)  编辑发布:中国船舶在线  



锐科万瓦激光器只有约两台冰柜叠加大小,一根绣花针粗细的光纤释放出的激光能够焊接飞机。
 楼主| langge945 发表于 2014-11-2 21:19 | 显示全部楼层
“低空卫士”出手又快又准 有效护卫空域12平方公里
我要评论2014年11月02日 19:14:18 来源:新华网 我有话要说(0人参与).
    新华网北京11月2日电(记者余晓洁、刘陆)由中国工程物理研究院和中科院光电所等单位研发的“低空卫士”系统完成系统调试及演示试验。在真实场景演示验证中,“低空卫士”成功击落固定翼、多旋翼、直升机等多种小型航空器30余架次,击落率100%。

    这标志着我国拥有了具备针对低空、慢速、小型航空器目标的低空安保装备。

    记者2日从中国工程物理研究院采访了解到,“低空卫士”是防范“低、慢、小”目标肇事的有效手段。这套系统发射功率近万瓦、低空有效护卫面积12平方公里,能在5秒内精准拦截半径2公里、360度空域的固定翼等多种航空器,具有快速、准确、无声无息、无附带损伤的特点。

    “低空卫士”研发负责人易劲松表示,这款安保装备主要针对飞行高度在500米以下、飞行速度在50米/秒以下的小型航空器。“低空卫士”系统可进行地面部署或车载部署,机动灵活,稳定可靠。未来可广泛用于城市密集区重大活动区域的低空安防。

    据悉,中国工程物理研究院及其所属企业正着手研发更高功率的紧凑型激光拦截系统,将尽快推出距离更远、适用不同安防场景的模块化实用装备,并形成系列化产品,以满足重大活动的安保需要

http://news.xinhuanet.com/2014-11/02/c_1113080747.htm
cfso5068 发表于 2014-12-17 12:46 | 显示全部楼层

中国超强超短激光器实现1千万亿瓦输出 国际首次

  中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室日前在超强超短激光研究领域取得重要进展。正在研制的10PW(千万亿瓦,拍瓦)级超强超短激光装置,实现了1PW激光脉冲输出,这是国际上基于光学参量啁啾脉冲放大器首次突破1PW激光峰值功率大关,验证了啁啾脉冲放大链(CPA)与光学参量啁啾脉冲终端放大器(OPCPA)相结合的混合放大器方案作为10PW级超强超短激光装置总体技术路线的可行性。
  据介绍,拍瓦超强超短激光能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件,在激光加速、激光聚变、核医学等领域有重大应用价值,是国际激光科技竞争前沿之一,多个国家已提出了大型超强超短激光装置研究计划。
  上海光机所的激光装置主要包括基于钛宝石晶体的800纳米波段宽带高信噪比CPA放大链、基于三硼酸锂晶体的OPCPA终端放大器和激光脉冲压缩器等几个模块。最终获得45.3J的放大输出,转换效率接近27%,放大光谱全宽约80纳米,压缩脉宽为32.0fs,压缩后单脉冲能量32.6J,对应峰值功率1.0PW。



zhh894217 发表于 2015-7-28 15:20 | 显示全部楼层
勇者无畏 光电先锋
——军械士官学校光电所所长程勇及其团队科研创新纪实
李浩摄
李浩摄

    本报记者 张 强 通讯员 王 克 米朝伟

    原本是要聊科研,但程勇开篇却谈起了军事,在他看来军事需求就是科研的出发点。记者很少见过一个军队科技工作者像他这样对军事如此痴迷,更是难以想象,这样消瘦的身体里竟可以迸发出如此巨大的科技能量!

    眼前的程勇,个子不高,头发有些花白,武汉军械士官学校光电技术研究所所长、全国优秀科技工作者。

    在全军,程勇和他的团队所干的事业,可以说是独一无二。立足于这个名不见经传的“小小”科研单位,程勇带领团队始终紧贴部队需求,站在发展光电装备关键技术的战略高度,先后突破了免调试激光器、激光沉积类金刚石膜、互注入相干合成等制约光电装备发展的技术难题

    这些年,这个团队不知不觉地“挤到”了激光领域的世界前沿,成为军用光电技术科研和服务的“国家队”。就在前不久,程勇领衔的“激光沉积光学类金刚石膜技术、设备与产业化”项目勇摘中国光学工程学会创新技术一等奖,成为唯一获此殊荣的军队代表。

    战斗力是创新的灵魂与源泉

    “想不到”几乎是所有到过研究所参观的人说得最多的话。大家都想不到,在一个士官学校里,竟然有这样一支“强悍”的科研团队。然而,我们应该能想到,只有在与基层部队如此紧密相连的单位,才能涌现出这么多直接解决部队需求的科研成果。

    程勇常说:“战斗力是创新的灵魂与源泉!”士官是生产战斗力的军人,士官学校的教员就是培养“打仗人”的人。正因如此,当年在一线进行装备维修教学的程勇,才能发现部队最实际的需求。

    上世纪90年代,程勇在教学中发现,现有军用激光器在高温度、高振动等恶劣条件下输出很不稳定,激光器的结构特性也决定了一旦出现问题就必须返厂大修,严重影响部队战斗力形成。军械装备,可靠性是生命线,但很多年里激光器就是走不出这个禁区。美国人曾说:“激光器在实验室里几乎能做出所有想要的指标,但要走出实验室是个世界性难题。”

    程勇决定朝着这个难题发起挑战。对他的举动,很多人纷纷反对,“你一个士官教员怎么能搞出连美国人都犯难的成果呢?”但他不为所动,他深知战斗力是打赢的根本,也必须倾力攻克这一难题。顶住了各种“不可能”的质疑压力,经过300多个昼夜的不懈努力,程勇带着3名同事硬是突破了这个禁区——研制发明出世界上第一台“免调试固体激光器”!

    “你们的成果让激光器从‘特宝儿’变成了‘野孩子’。”光学泰斗王大珩院士对此高度评价,并写信向总装备部首长推荐。2000年,该成果获得国家科技发明二等奖,随后被广泛应用于军内外。同时,这项技术成了他们后续多项科研的基础。

    这个经历让程勇尝到了甜头——任何科研思想都紧贴需求形成战斗力。这是科研的起点,又是终点。

    2000年,他得知我国大型武器系统的“眼睛”——红外窗口硬度低、易划伤、化学稳定性差、易腐蚀,特别是在高超音速飞行条件下会“失明”,国内没有有效的解决方案。而在国外,这是一项对我国禁运的高端技术。为了解决这一制约战斗力的瓶颈问题,也为了拓展激光技术的应用领域,他大胆提出用激光沉积类金刚石膜的思路解决这一技术难题。通过4年的潜心研究,虽然攻克了一系列难题,研究成果也获得了军队科技进步三等奖,但由于无法通过特定音速试验,还不能很好地应用到武器装备上。

    是知难而退还是勇往直前?很多人劝他:“老程啊,文章已经发了,项目已经获奖了,能交差就行了,把精力都耗在这个项目上不值得!”他坚定地回答:“搞科研不是为了发文章评奖项,成果能运用到武器装备上才是最终目的。”

    随后的日子里,他带着团队,不断向这个难题发起冲锋,创造性提出“双激光沉积”“多元掺杂”“化学辅助沉积”等思想,构建了国际先进的双激光沉积系统,掌握了大面积均匀薄膜关键核心技术。最终,他们在国内首次通过了超高音速风洞试验。2010年,获得军队科技进步一等奖,真可谓“十年磨一剑”。2015年,获得了中国首届光学工程创新技术一等奖,得到全国光学界的一致认可。

    科研创新需要“非线性思维”

    高能激光器是美俄等军事强国正在抢占的战略高地。然而,综合国外研究,程勇发现传统激光技术路线有着体积大、能耗高等缺点,在实际应用上有着很多瓶颈。

    科学研究有规律,但往往又没有规律,突破性的发现往往来自于看似异想天开的灵光一现。采访中,他多次提到“非线性思维”这个词,他认为,科研就是要跳出常规,去做别人不敢想或想不到的东西。

    2004年,程勇被总装备部派送到中国科技大学应用物理系做高级访问学者。一年时间里,他充分了解了当时国际前沿的光学研究进展,创新提出了“互注入相干合成”的激光技术新思想。这时的程勇虽然在国内光学界已经小有名气,但限于种种“先天不足”,他的想法并没有得到多少人响应。毕竟,一个士官学校在科学界还没有名气啊!

    程勇并不放弃,抓住一切机会和同行们交流,承受了诸多质疑和否定。在与一位知名教授交流时,他描述了自己的观点——学术上只要满足激光相干合成的条件,即相同频率、相同偏振态、相同相位、相同振动方向,就能让激光合多为一,然而目前实现这一条件的手段非常复杂,代价很高;“互注入”则是把原本互不关联的的激光注入到同一个谐振腔里,让它们相互注入与交融,经历共同的振荡过程,就很容易同频共振,合成一束光。

    “就好像是两个原本生活经历、背景不同的人组成一个团队。你把你的信息给我,我把我的信息给你,我们就有了共同的理想目标,实现1+1>2。”程勇比喻道。

    听了这样形象的解释,这位原本持反对意见的教授当时给予了高度评价,认为这是一种划时代的创新思想和物理机制。在总装备部的支持下,他带领团队开展了这项研究。

    2008年,这项课题节点目标探索完成,相关论文发表在美国《Electronics Letter》杂志上,立即引起国内外高度关注。

    在刘旭、米朝伟等助手的协助下,程勇在自主构建的固体激光平台上做了大量验证试验,使激光远场获得非常理想的相干分布。他们将多个独立激光器借助角锥特有的“自准直、互注入、自适应”特性构成复合谐振腔,实现“高功率、大能量、高亮度、多功能”的激光输出,且具有小型高效、高可靠、低成本等显著特点,颠覆了传统技术路线。同时,他们在实验室研制出六路固体激光器相干合成原理样机,建起了一套小型高能战术激光装备技术演示平台。鉴定结论认为“该项目达到了国际领先水平”。

    记者在现场看到,“啪啪啪”3个激光脉冲,30米距离上3mm的钢板瞬间被击穿!

    2013年,美国《Optics Letters》杂志收到他们的相关论文后称,“从来没有见过如此有颠覆性的研究成果。”2015年,程勇联合天津大学姚建铨院士、总参54所吕跃广院士、长春光机所王立军院士等人共同建议我国应加速推进小型高效战术激光武器关键技术的发展,并得到国家高度重视。

    很多科研人员对程勇说:“你们思考的问题和我们不一样。”他回答:“搞科研要有独立思维,要尊重科学,但绝不能迷信经典与权威。思想有多远,我们就能走多远。”

    正是基于“非线性思维”,他们研制的双波长自由切换固体激光器突破了一系列关键技术,成功应用于某型战机起降监视系统。他们研制的小型高可靠性人眼安全激光器被广泛应用于武器装备中。

    像激光一样把团队“相干合成”

    从被忽视、被否定到被认可、被尊重,科研道路上,程勇带着团队经历过太多“酸甜苦辣”。然而,他们夹缝中求生存,在与高手的一次次博弈中,拼出了自信和实力,打出了特色与品牌,从没有编制的业余团队成长为一流的创新团队。

    程勇的团队极其年轻,几乎全是由80后组成,4个研究方向的负责人,平均年龄才32岁,但承担的课题却都是国家重点课题。这些80后虽然经历不够丰富,但程勇却有本事将他们“整合”到一起,让他们发挥出超常规的战斗力。

    他常说:“牛顿、爱因斯坦等著名科学家的成果都是在二三十岁出的。我们这支团队虽然年轻,但一样可以做出令人震撼的成果!”

    团队成员开玩笑说他是“希特勒”,因为他在科研和工作上非常严格。然而,程勇却营造了一种不畏权威、开放创新的科研氛围。他希望像激光一样能将团队每个人的智慧“相干合成”、发挥极致。

    前段时间,国家科技重大专项课题临近节点评审,为了确保实施方案顺利通过,大家反复讨论。在平台建设上,团队内部有两个截然不同的意见,各执一词,争的面红耳赤,谁也不能说服谁。针对这一状况,程勇及时召开全所人员会议,双方将各自方案的可行性和优越性分别论述,让全所人员评审,程勇融合双方优点确认出优化方案。

    一次,一位年轻同志提出一种新型激光晶体和谐振腔的一体化设计方案,有望极大减小现行固体激光器的体积重量。但这一新想法,设计精度要求很高,价格昂贵,其中一块晶体就要万元以上。那位同志心里没有底,担心加工出来后不能使用。程勇听了汇报以后当即表态:“只要是有创新想法的,我们研究所都支持,咱们在创新上不怕花钱。”

    作为所长,程勇是团队的领头羊,把握着整个团队的科研方向。作为一名科技工作者,他又以身作则,始终奉行“科学需要人的全部生命”的格言,甘当别人眼里的“疯子”。多年来,他身患糖尿病、青光眼和疝气,却坚守在科研工作的第一线。

    一天凌晨2点,刚刚回来的程勇躺下不一会儿又起身走出家门,径直回到实验室做起了实验。这一幕被他的妻子看在眼里、惊在心里,以为他得了梦游,不敢惊醒他,悄悄跟在他身后。原来,连续几天的实验下来,程勇脑子一直在飞速转动。那天刚一躺下,他的脑子里忽然闪现出一个灵感。为抓住这来之不易稍纵即逝的灵感,他条件反射般地赶回实验室,按照新的思路重新实验,却浑然不知爱人一直跟在身后。

    如今,这支年轻的团队已经承担了“核高基”、“863”、“973”、武器装备探索等多项国家和军队重大科技专项科研课题,成为总装备部军用光电技术重点实验室和全军光电装备保障研究中心,10余项原始创新成果达到国际领先水平,并获得“总装备部科技创新人才团队奖”。

    记者看到,为了我军小型高能激光关键技术的不断创新与突破,程勇和他的团队怀揣着创建国防科技重点实验室的心愿,追逐着自主研制的激光器占领军民融合一席之地的梦想,在科技强军路上勇攀高峰。在他们眼里勇者无畏!
http://digitalpaper.stdaily.com/ ... t_311868.htm?div=-1
zhh894217 发表于 2015-11-24 15:28 | 显示全部楼层
cfso5068 发表于 2014-12-17 12:46
  中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室日前在超强超短激光研究领域取得重要进展。正在研制的10PW ...

5拍瓦超强超短激光放大系统研制成功



本报讯(记者黄辛)中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室最近研制成功5拍瓦(1拍瓦=1015瓦)超强超短激光放大系统,这是迄今国际最高峰值功率的激光放大系统,为研制10拍瓦超强超短激光装置奠定了重要的技术基础。相关研究成果发表于《光学快报》。

研究人员基于钛宝石晶体和啁啾脉冲放大(CPA)技术,于2013年研制成功2拍瓦超强超短激光放大系统,为当时国际最高峰值功率的激光放大系统。随后又首次实现了百焦耳以上能量水平的宽带(70纳米)激光放大输出。该激光放大系统是目前国际最高峰值功率的激光放大系统。大口径高增益钛宝石放大器寄生振荡抑制技术的成功突破,为研制基于钛宝石CPA放大的10拍瓦激光装置奠定了重要的技术基础。

据介绍,该激光系统采用基于钛宝石晶体的800纳米波段宽带CPA结构。高信噪比CPA前端采用交叉偏振波(XPW)脉冲净化技术,将激光脉冲的信噪比提高到10~11量级,经CPA多通放大到35焦耳量级后,注入到采用直径为150毫米的钛宝石晶体的终端大口径CPA放大器中,优化泵浦激光脉冲和信号激光脉冲的强度,有效抑制了高能量泵浦下,大口径钛宝石晶体中的寄生振荡效应,在脉冲能量为312焦耳的钕玻璃倍频激光泵浦下,获得192.3焦耳的放大输出,转换率超过50%。

上海光机所研究员李儒新表示,超强超短激光用户装置的建设已被列入上海市建设具有全球影响力的科技创新中心的战略部署,未来将作为上海张江综合性国家科学中心打造高度集聚的世界级重大科技基础设施群的重要组成部分。
《中国科学报》 (2015-11-24 第1版 要闻)
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2015/11/306599.shtm
klonoa1121 发表于 2016-6-27 16:09 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/Viewpoint/71248
中国电科实现“高功率光纤激光器”核心器件国产化

2016-06-27

       日前,中国电科实现了“高功率光纤激光器”核心器件全国产化目标,标志着我国已具备了“万瓦级”固体激光武器的光源系统自主研发和生产能力,为高能固体激光装备的自主可控之路打下了坚实基础。
       高功率泵浦耦合器是光纤激光器中的核心元器件之一,也是中国电科实现“高功率光纤激光器”及关键器件国内自主可控的关键元器件之一。顾名思义,泵浦耦合器的主要功能是将多根细光纤中的泵浦光耦合汇聚至一根粗光纤后输出更高功率的泵浦光,其工作原理犹如树木的根系一样:众多侧根将土壤中的水分输送并汇聚至主根后注入树干,主根与侧根的吸水、输水能力越强则树木能够获得的水分越多,从而枝繁叶茂。
       高功率泵浦耦合器的“主根”与“侧根”均能够允许高功率的泵浦光通过,并将汇聚后的高功率注入下游激光系统,提升光纤激光器的功率水平。每个光纤激光器中有一个或多个泵浦耦合器,甚至多个型号的泵浦耦合器,这些大大小小、形形色色的“根系”从四面八方将能量一级级汇聚到光纤“大动脉”中,最终实现高功率、高亮度激光输出。高功率的激光从数百瓦至数万瓦不等,它们就像削铁如泥、无坚不摧的利刃,既能够胜任汽车、船舶、航空等领域的激光切割、激光焊接与激光打孔,也能在高能激光武器中大显身手,为高端制造业添砖加瓦,为国防事业保驾护航。
      目前,国内“高功率光纤激光器”中的高端泵浦耦合器几乎被进口产品垄断,不但存在禁运、断供的风险,而且进口产品价格高、采购周期长、规格品种有限,技术性能指标也难以满足装备发展需求。
      为摆脱对进口核心器件的依赖,中国电科提出了“高功率光纤激光器”中核心器件全面实现国产化的目标,由中国电科23所负责高功率泵浦耦合器的研制任务。
      在短短半年内中国电科完成了近20项专题研究,攻克了泵浦光高效率耦合、抗高功率损伤以及高功率光纤器件散热封装及其通用性设计等技术难题,按时完成了项目研制目标,实现了合束器和泵浦耦合器等核心元器件的国产化,同时自主研发的泵浦耦合器泵浦光注入功率超过1200W,耦合效率最高达97%,达到国际先进水平。 来源:中国电科网站

 楼主| langge945 发表于 2017-10-28 18:06 | 显示全部楼层
【解放日报】超强超短激光实现10拍瓦放大输出
上海张江综合性国家科学中心传喜讯,达到国际同类研究领先水平

文章来源:解放日报 黄海华    发布时间:2017-10-27  

上海超强超短激光实验装置中的钛宝石主放大器。上海光机所提供

  超强超短激光,一般是指峰值功率大于1太瓦(1太瓦=1万亿瓦),脉冲宽度小于100飞秒(1飞秒等于1千万亿分之一秒)的激光。此次成功实现的10拍瓦激光放大输出,则等于1亿亿瓦,相当于全球电网平均功率的5000倍

  10月24日晚,中科院上海光机所和上海科技大学超强激光光源联合实验室传出喜讯:上海超强超短激光实验装置(SULF)的研制工作取得重大突破,成功实现了10拍瓦激光放大输出,这是目前已知的最高激光脉冲峰值功率,达到国际同类研究的领先水平。这是SULF装置2016年8月实现5拍瓦国际领先成果之后再次取得重大进展。SULF装置计划于2018年底全面建成,2019年对用户开放。

  此次成功实现的10拍瓦激光放大输出,则等于1亿亿瓦,相当于全球电网平均功率的5000倍。100飞秒是怎样的瞬间呢?100飞秒相当于十万亿分之一秒,即使每秒飞行30万千米的光,在这么超短的时间内也只能走一根头发丝粗细的距离。此次激光脉冲宽度经过脉冲压缩器压缩后仅仅为21飞秒。

  去年3月,我国科学家首次利用超强超短激光产生反物质。这还只是超强超短激光应用的冰山一角。超强超短激光能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度等综合性极端物理条件,这是之前只有在核爆中心、恒星内部、黑洞边缘才能找到的极端物理条件,可用于研制激光质子刀以治疗癌症;制造台式化电子加速器和产生超快X射线源对蛋白质探测成像; 研究天体物理和宇宙起源,将来还可能用于真空结构和暗物质的探测等。

  正是因为超强超短激光在台式化加速器、超快化学、阿秒科学、材料科学、激光聚变、核物理与核医学、实验室天体物理等领域具有重大应用价值,国际上多个国家投入巨资开展10拍瓦级大型超强超短激光装置的研制,展开激烈的科研竞争。例如,欧盟支持的极端光设施(ELI)项目正在同时建设多套10拍瓦激光用户装置,法国和英国也正在研制各自的10拍瓦激光装置,美、俄、日等则提出了百拍瓦级超强超短激光装置的研究设想。

  在国家发展改革委和上海市政府的重视支持下,在浦东张江以10拍瓦激光装置为核心的上海超强超短激光实验装置(SULF)的研制被纳入上海建设具有全球影响力的科创中心、打造世界级重大科技基础设施集群的首批重大项目,也将是上海张江综合性国家科学中心的核心平台之一。

  SULF激光装置采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大技术路线。研究人员解决了大口径高增益激光放大器、高性能激光泵浦源、宽带高阶色散精密控制和增益窄化抑制等关键科学技术问题,国际上首次实现了300焦耳以上能量水平的宽带(半高全宽达到70纳米)激光放大输出。10拍瓦激光主放大器采用的钛宝石晶体直径达235毫米,由上海光机所自主研制,这是我国首次研制成功并获得激光放大的口径超过200毫米的激光晶体,也是目前已知国际最大口径的激光放大晶体。

  钛宝石主放大器输出的纳秒级啁啾脉冲最高能量达到339焦耳,激光脉冲宽度经过脉冲压缩器压缩后达到21飞秒,压缩器效率64%,压缩后激光脉冲的最高峰值功率可达10.3拍瓦,这是目前已知的最高激光脉冲峰值功率。

  (原载于《解放日报》 2017-10-27 01版)
http://www.cas.cn/cm/201710/t20171027_4619393.shtml
lmm9001b 发表于 2017-11-15 14:10 | 显示全部楼层
再过几年,不是美国对中国禁运,而是中国对美国禁运了。
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