这个国之重器向全球科学家共享开放！揭秘浦东“超强超短”神器

当前，10拍瓦（1拍瓦=1千万亿瓦）级别的激光建设，是世界各国的“兵家必争之地”。世界首台10拍瓦激光实验装置就位于浦东张江。近日，小布走入上海超强超短激光实验装置（SULF），探秘这一我国光子科学研究的国之重器。

装置已初步开放

面向全球科学家开展联合研究

上海超强超短激光实验装置（SULF）有个诗意的名字：羲和，这是《山海经》中记载的生下十个太阳的女神。

中国科学院上海光学精密机械研究所副所长冷雨欣研究员介绍说，“假如地球外面有一个非常大的透镜，可以把照射在地球上的所有太阳光聚焦在一根头发丝上，就相当于1个拍瓦能产生的光强，那么10拍瓦就相当于10个太阳的光强。因此，我们把装置起名为‘羲和’。”

这也解释了为何“羲和”被称之为超强。那超短呢？

“羲和”工作人员介绍说：“激光的时间尺度非常短，能达到飞秒级，如果把1飞秒当作1秒来看，那1秒相当于3200万年，正是因为激光能量能被压缩到这么小的时间尺度，因此它的光强才如此之高。”

2020年底通过验收的上海超强超短激光实验装置（又名“羲和激光装置”）项目法人单位为中国科学院上海光学精密机械研究所，共建单位为上海科技大学。项目由国家发改委和上海市共同支持，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，也是张江综合性国家科学中心的核心平台之一。

2020年底以来，装置已初步开放，并供光顶峰多尺度科学研究所和中南大学等相关课题组完成物理实验；质子加速、电子加速、高亮度等离子体高次谐波和阿秒脉冲产生等实验正在进行中。

“在国内，部分院校和科研机构已利用这台装置进行科学研究。” 冷雨欣介绍，“装置的激光条件也吸引了全世界的科学家，希望利用这台激光装置开展联合研究，我们也希望基于大科学装置打造有中国特色、上海特色的创新高地。”

可进行癌症治疗

还能用于产生反物质

小布了解到，项目建设期间，“羲和”战果累累。

2017年10月24日，装置实现10.3拍瓦激光放大输出，在国际上首次实现300焦耳以上能量水平的宽带激光放大输出，脉冲压缩后宽度21飞秒。2019年12月7日，装置获得激光中心波长为800纳米，输出能量404焦耳，重复频率3分钟/发次（较协议指标提升40倍），压缩后脉冲宽度达24.6fs，平均峰值功率11.7拍瓦（最高峰值功率12.9拍瓦）的结果，再次打破世界纪录。同时，依托该项目，上海光机所成功研制国际最大口径钛宝石晶体等核心器件。

项目取得的成果，被《科学》（Science）杂志文章列举为国际上自1960年第一台激光器发明以来在激光脉冲功率提升方面取得的第五大里程碑式进展；入选“十八大”以来中国科学院“20项标志性重大成果”；入选中国科学院“率先行动”计划第一阶段重大科技成果及标志性进展。

利用这种特殊的激光及其次级辐射源，科学家们可以对生物中活性成分的运动探测成像，揭示生命的奥秘；可以研发激光质子刀，进行癌症治疗；还可以用于产生反物质，一探天体物理和宇宙起源。

“羲和”目前已经成为稳定输出的最高功率达10拍瓦并向用户开放的激光实验装置，未来，科研团队计划进一步建设100拍瓦激光装置。

《引领区意见》发布 科学界倍感振奋

期待在浦东实现更多突破

《中共中央 国务院关于支持浦东新区高水平改革开放打造社会主义现代化建设引领区的意见》（以下简称《引领区意见》）的发布也让科学界倍感振奋。

“装置建设过程中，在上海市、浦东新区政府等支持下，实现了当年批复、当年开工、当年建设，这在项目实施过程中非常难能可贵的。” 冷雨欣说，“《引领区意见》发布后对我们的工作帮助非常大，首先在体制机制上带来核心的改革突破，有望推出更切合装置实际运行需求的举措，有助于国际优秀基础科研人才的引进和落地。同时，也能够打通上海市各区之间的政策通道，有助于我们科研人员在浦东第一线进行科研活动。”

在浦东张江，正引领构筑一个光子大科学设施集聚地。上海超强超短激光实验装置已融入到大科学装置集群中，将为科学家提供一个综合性的、极端的物理条件，同时也欢迎企业利用大科学装置开展前沿科学、生命科学等方面的研究，通过装置带动企业的科研发展。

“我们热切希望企业从各个角度，特别是国民经济主战场的角度来提出新的需求，牵引大科学装置和基础研究学科的发展，能够切实为国家重大需求和国民经济主战场提供综合的解决方案。”冷雨欣表示。

来源：浦东发布