“高功率激光材料的结构设计和性能调控”

作者: 2015-05-20 09:55 来源:东方科技论坛网
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  东方科技论坛第239期研讨会,于2014年6月5日在上海沪杏科技图书馆举行。中国科学院上海硅酸盐研究所承办。徐军研究员、范滇元研究员、李儒新研究员担任执行主席。来自南京大学、天津大学、山东大学、北京工业大学、上海交通大学、同济大学、中国工程物理研究院以及中科院有关研究单位的40余位专家学者参加了研讨会。

  会议围绕激光材料的发展现状和趋势;激光材料的结构设计和性能调控;高平均功率和高峰值功率(超强超短)激光系统对激光材料发展的需求等共同探讨高功率激光材料的发展现状和未来方向展开了深入探讨。

  与会专家认为,激光技术是我国中长期科技规划中的八个前沿技术之一。激光材料是激光技术发展的核心和基础,在激光技术的发展历史上具有里程碑的意义和作用(“一代材料,一代器件”)。激光技术经过半个多世纪的发展,高功率——高平均功率和高峰值功率(超强超短)激光技术是其前沿发展方向。高功率激光的应用主要体现在:1)台式TW—PW—EW超强超短激光技术的发展为人类开展科学研究提供了全新的实验手段和极端的物理条件;2)我国是世界制造业大国,激光制造业正在我国迅猛发展,并向各个行业和领域渗透;3)激光武器技术应用;4)激光惯性约束核聚变技术应用等。 

  近十余年来,全固态超快激光技术及其应用得到了的迅猛发展,掺镱(Yb)激光材料受到人们的广泛重视并得到长足的发展。各种性能优异的激光材料,如Yb:YAG、Yb:S—FAP、Yb:CaF2、Yb玻璃光纤和透明陶瓷等,极大地推动了全固态激光技术的发展和应用。例如,德国Jena大学正在建造的全固态(二极管泵浦)PW激光装置POLARIS,2008年采用Yb:CaF2晶体实现了全LD泵浦的脉宽为192fs、峰值功率为1TW的激光输出,被认为对激光聚变领域具有里程碑的意义。 2014年,该激光装置的输出能量和功率得到了进一步的突破。另外,国际上包括美国、日本、欧盟、俄罗斯等都在大力发展激光惯性约束核聚变技术。而当前聚变激光驱动器采用Nd掺杂玻璃作为增益介质,由于玻璃热导率低,这限制了激光系统的重复频率工作的能力;在面向惯性聚变能源方面,要求激光驱动器重复频率(>10Hz)运行,现有Nd掺杂的激光玻璃等无法满足聚变能源激光驱动器的要求。因此,寻找更好性能的激光材料面临着迫切的需求。

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