10月9日，美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室傳來了2018年基頻激光反射薄膜元件激光損傷閾值國際競賽結(jié)果：中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所中國科學(xué)院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制的激光反射薄膜元件再次折桂，與2012年、2013年獲勝相比，優(yōu)勢更加明顯：損傷閾值高出第二名20％。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所10日對外發(fā)布了該信息。
圖：高功率激光反射薄膜元件損傷閾值國際競賽結(jié)果，標(biāo)五角星的為中科院上海光機(jī)所的參賽樣品，功能性激光損傷閾值高達(dá)94J／cm2。
高功率激光薄膜是構(gòu)成激光聚變裝置、超強(qiáng)超短激光等強(qiáng)激光系統(tǒng)不可或缺的元件。當(dāng)今世界上規(guī)模最大的激光聚變裝置是美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的美國國家點(diǎn)火裝置，其中有數(shù)千件米級尺寸薄膜元件和數(shù)萬件中小口徑薄膜元件。高功率激光反射薄膜是唯一能迫使只知道直線前行的強(qiáng)激光按照人類的想法“萬宗歸一”的獨(dú)門元件！它不但需要抵擋住“所向無敵”的高能激光的沖擊，保障高功率激光裝置不會“自傷”，還要高效地“指揮”激光的方向，使將入射到它表面的激光完全按照人們的意愿，有次序地奔赴同一靶點(diǎn)。激光損傷閾值代表著這個元件“控制指揮”激光的能力，其數(shù)值大小決定著能不能把激光能量完整地護(hù)送到靶點(diǎn)！
高功率激光薄膜的制備是一個工藝環(huán)節(jié)冗長、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括薄膜設(shè)計理論、高純原材料控制、光學(xué)表面超精密加工、納米精度膜厚控制、薄膜應(yīng)力控制技術(shù)、檢測技術(shù)以及激光與薄膜態(tài)材料相互作用機(jī)理等研究內(nèi)容，其中尤其以缺陷的全流程控制的難度為最，涉及多學(xué)科交叉，極其復(fù)雜，難度極大，西方國家對我國實(shí)施嚴(yán)密的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)。
作為激光技術(shù)發(fā)展的支撐基礎(chǔ)，上海光機(jī)所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室與建所同步，也是我國第一支專業(yè)從事激光薄膜研究的團(tuán)隊。半個多世紀(jì)以來，薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室不忘初心，緊緊聚焦大能量與高功率激光這個國家重大戰(zhàn)略需求，半個世紀(jì)磨一劍，攻堅克難，提出并逐步完善了激光薄膜研制全流程控制的系統(tǒng)工程解決方案，攻克了系列關(guān)鍵技術(shù)難題，成功建立了應(yīng)用基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與工程應(yīng)用的自主創(chuàng)新生態(tài)鏈，取得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大創(chuàng)新成果。一直為我國神光系列高功率激光裝置、超強(qiáng)超短激光裝置等系統(tǒng)提供了大量高性能核心激光薄膜元件。在國際范圍內(nèi)的激光薄膜損傷閾值提升競爭中，從跟跑、并跑，最終實(shí)現(xiàn)超越，并通過本次競賽的絕對優(yōu)勢強(qiáng)化了我國在本領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。
據(jù)悉，上海光機(jī)所薄膜光學(xué)團(tuán)隊是一支完全由中國自主培養(yǎng)的團(tuán)隊，團(tuán)隊里沒有一位帶“帽子”的成員。在激光損傷與反激光損傷的“矛”與“盾”的較量中，團(tuán)隊錘煉出的文化傳承是服務(wù)激光系統(tǒng)總體，堅定執(zhí)著地追求“打不壞”的激光薄膜。這支看似普普通通的團(tuán)隊，恰恰就是在面對被打壞的薄膜，不斷分析、敢為人先、銳意進(jìn)取，才逐步斬獲并保持世界第一，實(shí)現(xiàn)了我國高功率激光薄膜技術(shù)跨越發(fā)展。
圖：大尺寸激光薄膜反射元件
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