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激光强场物理团队

 

 

        

      激光强场物理团队由上海交大、中科院物理所和国家天文台的三个课题组构成。在团队负责人张杰院士的带领下,聚焦激光强场物理重要前沿和激光聚变国家重大需求中的关键挑战,取得了多项具有重要国际影响的创新成果,并为激光聚变国家重大需求做出了重要贡献。

 

       在激光聚变研究领域,该研究团队围绕新型激光驱动器、新型激光聚变方案、新型超高时空分辨诊断技术等开展系统研究。创新性提出并验证了“准参量放大(QPCPA)”强激光放大新概念,该方案的放大能力大幅度超过之前美国提出的CPA方案和欧洲提出的OPCPA方案;成功研制超高动态范围的超短超强激光单次信噪比测量仪,比之前国际报道最好指标高出4个数量级;发展了原创的超快电子束探针技术和相应的电磁场分布的重构方法,使得激光聚变等离子体中电场时空分布的实时测量成为可能;在新型激光聚变方案研究方面,在强流超热电子定向产生和输运控制等核心问题上取得了重要突破,证明了锥靶对强流超热电子的引导作用,极大推动了国内外这个领域的研究进展。


 

      其次,在强激光实验室天体物理领域,该团队在强激光实验室创造出类似于天体环境下的高能量密度物质状态,开拓了基于强激光的实验室天体物理研究。该团队利用我国的神光II高能激光装置,构造了等离子体磁重联拓扑结构,在实验室首次成功模拟了太阳耀斑中环顶X射线源和重联喷流现象。针对与人类生产生活密切相关的太阳风与地球磁场作用问题,该团队利用激光等离子体构造了与地磁环境相似的磁重联结构,发现了磁重联过程中的运动“磁岛”等新结构,为解读日地空间高能粒子产生的卫星观测提供了新手段。

 

      第三,在基于超短超强激光的新型粒子加速器和新型超快辐射源产生研究方面,提出了电离注入等创新方案,使得激光尾场加速电子束的品质、稳定性得到极大提高,为实现从激光加速到激光加速器的格局性转变做出了关键性贡献;通过对电子注入方式和电子加速过程的操控,实现了超快X射线源在转换效率、峰值亮度、信噪比等关键参数上的大幅提升;在强太赫兹辐射产生方面,提出并实验验证了基于激光等离子体的高功率THz辐射产生新机制,为实现实用小型化、大能量、宽谱太赫兹辐射源开辟了新途径。

 

      自2000年以来,该团队在包括Nature子刊、PNAS、Physical Review Letters等本领域国际重要学术刊物上发表论文400余篇。团队成员获得了包括激光聚变领域国际最高学术荣誉的爱德华⎯泰勒奖等在内的多个国际重要奖项,研究团队还获得了国家自然科学二等奖、中国科学院杰出科技成就奖、教育部技术发明一等奖等国内奖项,并入选2011年中国科学十大进展。

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