【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所超強激光科學與技術全國重點實驗室在100 PW級超強超快激光脈沖壓縮技術研究中取得重要進展。研究團隊依托上海超強超短激光實驗裝置(SULF)10 PW激光系統(tǒng)驗證了“全口徑光柵壓縮器”的可行性，為實現(xiàn)單路100 PW級超強超快激光提供了關鍵技術支撐。相關研究成果以“Spatiotemporal characteristics investigation of full-aperture grating compressor for 100 PW level super-intense ultrafast lasers”為題，發(fā)表在Ultrafast Science上，并被選為雜志2025年第三期“封面論文”。
超強超快激光是研究極端物理現(xiàn)象的核心工具之一，能為物理研究提供超高峰值功率的極端實驗條件。傳統(tǒng)光柵壓縮器中，光柵口徑的限制已成為提升輸出激光峰值功率的關鍵瓶頸之一。研究團隊前期提出的新型全口徑光柵壓縮器構型，通過優(yōu)化壓縮光柵表面的激光分布，可實現(xiàn)光柵工作面的高效利用，從而顯著提升光柵壓縮器對激光能量的承載能力。
本研究在SULF-10 PW激光系統(tǒng)上開展的模擬和實驗表明，全口徑光柵壓縮器輸出脈沖的時域和空域特性與傳統(tǒng)壓縮器相當，相關結果有效驗證了全口徑光柵壓縮器的可行性。研究團隊還理論模擬了基于全口徑光柵壓縮器的SEL-100PW激光。結果表明，利用上海光機所正在研制的大尺寸(1070 mm×1620 mm)脈沖壓縮光柵，可實現(xiàn)單路1220 J / 11.3 fs(>100 PW)的超強超快激光脈沖，且全口徑光柵壓縮器導致的光譜剪切并不會對遠場聚焦質量產(chǎn)生明顯影響。全口徑光柵壓縮器不僅為單路100 PW的激光裝置的建設提供可靠技術方案，還能廣泛應用于現(xiàn)有同類激光裝置的峰值功率升級，具有顯著的工程意義與學術價值。
相關工作得到了國家重點研發(fā)計劃、基金委超強激光物理基礎科學中心、中國科學院B類先導專項、國際科技合作項目、“一帶一路”國際合作等項目的支持。
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