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2016年
更新时间:2017-11-03 【打印】 【关闭

(一)基本情况介绍 

  单位全称:中国科学院上海光学精密机械研究所 

      长:李儒新 研究员 

  党委书记:邵建达 研究员 

      址:上海市嘉定区清河路390 

  邮政编码:201800 

      话:021-69918000 

      真:021-69918800 

  电子信箱:siom@mail.shcnc.ac.cn 

      址:http://www.siom.cas.cn 

  中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于19645月。1964年,中科院长春光机所、中科院电子所相关科研人员迁往上海,联合上海市轻工业局长江光学仪器厂、上海市仪表局竞明仪器厂组成了最早的中国科学院光学精密机械研究所上海分所。建所后,上海光机所几度易名。197010月,定名为中国科学院上海光学精密机械研究所。 

  上海光机所是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。经过五十余年的发展,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究所重点学科领域为:强激光技术、强场物理与强光光学、空间激光与时频技术、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。 

  2016年,上海光机所结合院层面“三重大”部署和研究所分类改革,以8+2领域(平台)规划和科技布局为主线,持续深化战略研究,进一步明确了研究所的定位和核心竞争力,凝练聚焦战略目标,优化重大突破和重点培育方向,形成了“十三五”时期“一三五”发展规划。在全院各研究院所“十三五”时期“一三五”规划评估中,上海光机所规划获评“优秀”。 

  上海光机所“十三五”期间发展定位:围绕光电空间、基础前沿交叉、先进材料、信息等领域的国家重大需求,聚焦高功率激光、超强超短激光、空间激光与时频系统技术等战略必争方向,协同我院优势力量,突破激光材料、核心器件、系统集成技术瓶颈,打通研发创新链,为神光高功率激光装置、上海超强超短激光实验装置的建设与发展,以及国家某重大专项、载人航天与探月工程、院先导专项(B类)等重大科技任务的实施提供系统性解决方案,成为我国激光科学前沿的开拓者、激光技术进步的领跑者,以及抢占国际激光科技制高点的重要战略创新力量。 

  上海光机所现设8个实验室,拥有国家重点实验室1个、“中科院-中物院”联合实验室1个、中科院重点实验室4个、上海市重点实验室1个。八个实验室分别为:强场激光物理国家重点实验室、中国科学院量子光学重点实验室、高功率激光物理联合实验室、空间激光信息技术研究中心、中国科学院强激光材料重点实验室、信息光学与光电技术实验室、高密度光存储技术实验室、高功率激光单元技术研发中心。 

  上海光机所建成了国内仅有、国际为数不多的“神光”系列高功率大型激光装置、超短超强激光系统、激光原子冷却装置、空间全固态激光器研制平台等,并具有各种新型、高性能激光器件、激光与光电子功能材料研制平台,并达到国际先进水平。 

  (二)科研进展情况 

  截至2016年底,上海光机所共有在职职工908人。其中科技人员772人、科技支撑人员243人,包括中国科学院院士6人、中国工程院院士1人、发展中国家科学院院士2人、研究员及正高级工程技术人员101人、副研究员及高级工程技术人员240人。共有“千人计划”入选者1人;“青年千人计划”入选者3人;国家“万人计划”入选者1人;“中青年科技创新领军人才”3人;中国科学院“百人计划”入选者29人;国家杰出青年科学基金获得者5人。 

  上海光机所是1981年国务院学位委员会批准的博士、硕士学位授予权单位之一,现设有物理学、光学工程、材料科学与工程等3个专业一级学科博士研究生培养点,物理学、光学工程、材料科学与工程、科学技术史4个一级学科硕士研究生培养点,光学工程、材料工程2个专业学位硕士培养点,并设有物理学、光学工程、材料科学与工程3个专业一级学科博士后流动站,共有在学研究生483人(其中硕士生227人、博士生256人)、在站博士后16人。 

  2016年,上海光机所共有在研项目492项(包括新增项目141项)。其中:承担国家重大科技专项课题70项(新增19项);主持(或承担)国家重点基础研究发展计划(973)和国家重大科学研究计划项目1项、承担(或参加)课题5项;主持(或承担)国家重点研发计划项目11项(新增11项),主持(或承担)国家高技术研究发展计划(863)项目32项;主持(或承担)国家自然科学基金重点项目6项(新增 2项)、面上项目44项(新增6项)、国家自然科学基金重大研究计划重点项目1项(新增1项),承担国家基金创新群体1项、国家杰出青年科学基金项目1项;主持院战略性先导科技专项(B类)项目1项(新增1项),承担课题13项(新增13项);承担院前沿科学重点研究项目6项(新增6项)、主持(或承担)院重点部署项目2项;主持(或承担)科技部国际合作项目6项(新增3项),承担院重点国际合作项目2项;主持国家自然科学基金委重大仪器研制项目1项,参加国家自然科学基金委重大仪器研制项目4(新增1项),参加科技部重大仪器研制项目5项,承担院仪器研制项目5项(新增1项);承担上海市科研项目43项(新增13项)。 

  2016年,上海光机所在“一三五”目标的“三个突破”方面均取得了具有国际影响力的突破性进展与成果。201612月,中国科学院从全院遴选的2016年度12项月度重大科技成果中,上海光机所独立完成1项,核心参与1项,重要参与1项。201612月,由中国科学院、中国工程院主办评选的“2016中国十大科技进展新闻”,上海光机所独立完成1项,核心参与1项,重要参与1项。在“突破一”聚变点火级激光驱动器关键技术与系统方面:20168月,经过近十年的技术攻关,国家重大科技专项项目“神光”高功率激光驱动器升级装置通过技术验收;完成单束构型A考核验证;“以色列国家激光装置(NLF)”完成首两路的安装调试工作,运行演示达标;成功实现了大尺寸高性能激光钕玻璃的连续熔炼工艺技术,上海光机所成为国际上首家独立掌握钕玻璃元件全流程生产技术的机构。“突破二”空间激光通信与时频系统技术方面:2016915日,由上海光机所历时近10年研制的空间冷原子钟系统搭载“天宫二号”发射升空,并成功完成在轨测试;空间高速相干激光通信载荷搭载量子卫星发射升空,载荷同时具备两种主流相干激光通信体制的验证能力,通信速率可达5.12Gbps,是我国首次开展空间相干激光通信试验,也使得我国在高速相干激光通信技术研究跻身世界前列;上海光机所还为“墨子号”量子通信科学实验提供了2件重要激光光源——跟瞄用的窄信标/同步激光器,为“墨子号”在轨实验测试发挥重要作用;“突破三”超强超短激光及其重大应用方面:20168月,上海张江综合性国家科学中心首批启动项目之一的上海超强超短激光实验装置(SULF),成功获得世界最高峰值功率的5.3拍瓦激光脉冲;创造性地在级联加速过程中引入对电子束能量-时间分布性能的精细控制,提出了获得千分之一级超窄能散度高能电子束的新方案;在实验上成功获得了创纪录高亮度高品质电子束,电子束亮度在国际上首次接近了最先进的直线加速器上所能获得的电子束亮度;利用高品质电子束产生的超高亮度准单色MeV量级伽马射线源的最高峰值亮度与国际同类水平高出一个量级以上;利用超强超短激光成功产生反物质——超快正电子源。 

  “大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”项目荣获2016年上海市技术发明奖特等奖、“分布式光纤振动传感技术及其重要安防应用”项目荣获2016年上海市技术发明奖一等奖、“分布式光纤传感器及信息解调方法”荣获2016年上海市发明创造专利奖二等奖。全所共申请专利196项(发明专利188项、国际专利2项),获授权专利179项(发明专利168项、国外专利6项)。全所共发表论文666篇,其中SCI论文410篇,期刊影响因子大于2211篇。 

  院地合作及科技成果转移转化方面:上海光机所在国民经济主战场领域的社会影响力不断扩大,并得到地方政府的充分肯定。南京先进激光技术研究院建设工作取得积极进展,截止2016年底研究院孵化及引进企业总计31家,年产值超过4亿元,激光产业集聚效应日益凸显。20162月,上海光机所与上海市嘉定工业区签署了共建“上海先进激光应用科创中心”的合作协议,筹建工作进展顺利,面积超过1.2万平方米的科创中心基本改建装修完成。 

  国际合作及其成效方面:上海光机所国际科技交流持续平稳增长,率先实施科技创新“走出去”发展。2016年,上海光机所与以色列SOREQ原子能研究中心开展的大科学工程签订后续项目合同;继续与爱尔兰、日本、以色列、韩国、意大利、白俄罗斯、加拿大等国家开展实质性的国际合作研究;与德国、以色列、俄罗斯、澳大利亚等国家新签订国际合作协议6项;相继主办或承办了“第二届国际高功率激光科学与工程学术研讨会”、“第24届国际玻璃大会”和“第一届赫姆霍兹极端光场国际束线”专题研讨会;国际合作交流频繁,来访外宾200余人,多名知名学者来所进行学术交流和短期的合作研究。 

  上海光机所主办了《中国激光》、《光学学报》、《激光与光电子学进展》、Chinese Optics LettersCOL)、Photonics ResearchPR)、High Power Laser Science and EngineeringHPL6本光学学术期刊。 

  挂靠上海光机所的相关专业学会有:中国光学学会激光专业委员会、中国光学学会光学材料专业委员会、中国硅酸盐协会特种玻璃分会等。 


  中国科学院2016大事记 

  重大科技成果产出与产业化: 

  1.26 上海光机所提出一种新的方法让连续波钠导星激光在左右旋圆偏振态之间以拉莫尔频率周期性切换,实现对钠原子的磁共振抽运,从而使钠导星激光器部分克服地磁场的影响,有效提升光抽运效果。[Scientific Report 6, 19859 (2016)] 

    

  3.7 上海光机所利用飞秒拍瓦激光装置和高压气体靶相互作用,在单发条件下成功观测到了正电子。这是我国首次报道利用激光产生反物质。[Physics of Plasmas 23, 033109 (2016)] 

    

  3.14 上海光机所与德国杜塞尔多夫大学合作在《物理评论快报》发表论文,报道了利用高对比度超短超强激光和微等离子体通道相互作用产生高亮度X射线的理论方案。[Phys. Rev. Lett. 116, 115001 (2016)] 

    

  3.14 上海光机所基于电子束双源共蒸的渐变界面多层膜技术,解决了传统多层膜中离散界面引起的诸多问题,将三倍频反射膜的本征损伤阈值提升两倍以上。[Optics Letter 41, 6, 1253-1256 (2016)] 

    

  3.15 上海光机所提出面向凹坑型缺陷的“缝合”技术,以及基于电子束双源共蒸的渐变界面多层膜技术,并通过实验证明能大幅度提高抗激光损伤阈值。研究进展为抑制反射膜“生长性”损伤点,进一步提升薄膜元件的抗激光损伤能力提出了新的方向。[Optics Letters 41, 15, 3403-3016(2016)] 

    

  4.18由上海光机所承担建造的以色列国家激光装置在以色列完成了首两路的安装调试工作,运行演示达标。此次集成演示共发射大能量8发,全部子系统运行正常可靠,两路最大输出大于800J,光束远场小于5倍衍射极限,激光器各项技术指标均优于合同指标。第二阶段安装工作圆满完成,为该项目在以色列圆满完成全系统综合验收奠定了良好的开局。 

    

  4 上海光机所研制的50 GHz线宽近衍射极限光纤激光器实现2.5 kW功率突破,为大型高功率光纤激光系统奠定了重要的单元技术基础。 

    

  8.18-24 上海光机所研究团队携带便携式能量色散型X射线荧光光谱、便携式激光拉曼光谱和专业拍摄设备赴广州市文物考古研究院,对该院所收藏的与海上丝绸之路密切相关的古代玻璃及宝石珠饰等开展原位无损分析研究。课题组采用便携式分析设备对广州市小谷围、旧铸管厂、浮扶岭等地出土的玻璃器样品中进行批量分析和筛选。课题组利用便携式能量色散型X射线荧光光谱仪,确定了247件玻璃器分别属于钾玻璃、钠钙玻璃、铅钡玻璃、钾钙玻璃以及钠铝玻璃等化学成份体系,反映出广州地区汉代玻璃器是多来源的;利用便携式激光拉曼光谱仪,确定179件玻璃器的着色物相分别为铜离子、铁离子、钴离子、锰离子、锑酸铅、锡酸铅等,得到测试数据219个,并对琥珀、玛瑙、紫水晶、黄水晶、绿柱石、费昂斯、玉器、金器等其他质地的串饰进行识别。 

    

  6.15 上海光机所完成脉冲氙灯机械化批量制造验证。通过对高温金属封接技术的工艺研究和优化、关键工序机械化设备的研制,建成了脉冲氙灯批量制造中试流程线,利用批量制造流程线生产的大功率脉冲氙灯通过3个多月的可靠性考核试验,累积完成80万灯·发次放电试验,达到了运行失效率低于百万分之一的可靠性指标要求。大功率脉冲氙灯研制技术实现了批量中试验证的目标。 

    

  7 上海光机所“神光”驱动器升级装置高能拍瓦激光系统完成全口径脉冲压缩器的调试,分别实现了1035焦耳(8皮秒)和970焦耳(1.7皮秒)千焦耳级皮秒高能短脉冲输出,标志着我国高能拍瓦激光系统输出能力已跨入千焦耳水平。 

    

  7.13 上海光机所利用超强超短激光驱动的级联尾波场加速获得高性能高能电子束与激光对撞产生超高亮度准单色MeV量级伽马射线源,与国际上报道的同类伽马射线源亮度相比高出一个量级以上,比传统伽马射线源同能区的峰值亮度提高了10万倍。[Scientific Report 6, 29518 (2016)] 

    

  8.16 上海光机所研制的空间高速相干激光通信载荷搭载量子卫星“墨子号”发射升空。这是我国首次开展空间高速相干激光通信试验,标志着我国已经具备研制星间相干激光通信载荷的能力。上海光机所还为量子通信科学实验提供跟瞄用的窄信标/同步激光器。 

    

  8 上海光机所研制的上海超强超短激光实验装置(SULF)取得重要阶段性进展,成功实现了5.3拍瓦激光脉冲输出,达到国际最高激光脉冲峰值功率,标志着我国在该领域已达到世界领先水平。 

    

  9.7 上海光机所与上海光源合作,利用波长0.1nm的非相干X光,在国际上首次实验演示了X光傅里叶变换关联成像,并且在实空间成功重建了样品的振幅和相位分布。[Phys. Rev. Lett. 117, 113901 (2016)] 

    

  9.9 上海光机所揭示相对论涡旋光反射偏离经典光学反射定律,研究小组利用三维数值模拟清晰表明,相对论涡旋激光在等离子体靶面反射时,反射光偏离入射平面。由于涡旋激光具有角动量,因此其在靶面的反射有点类似高速侧旋的乒乓球在撞击拍面后的反射过程。详细研究表明,涡旋激光的电磁应力张量有一个不对称项,这使得激光对靶面的挤压不对称,从而造成了反射光偏离入射平面。 [Phys.Rev.Lett. 1171139042016] 

    

  9.15 上海光机所研制的“空间冷原子钟”搭载“天宫二号”发射升空,成为国际上首台在轨运行并开展科学实验的“空间冷原子钟”,同时也是目前在空间运行的最高精度(10-16量级)的原子钟,将人类在太空中的时间计量精度提高12个数量级。 

    

  9.16 上海光机所基于级联尾波场加速新方案,实验获得了高亮度高品质的高能电子束,电子束六维相空间亮度达到1015-16A/m2/0.1%,远高于目前国际上报道的同类研究结果,在国际上首次接近了最先进的直线加速器上所能获得的电子束亮度[Physics Review Letters 117, 124801(2016)] 

    

  9.19上海光机所和华东理工大学以联合通讯作者发表的长篇综述论文“Graphene and its derivatives for laser protection”被国际材料科学顶级期刊之一“Progress in Materials Science”录用(2016年影响因子为31.083)。 

    

    

  获奖荣誉: 

  12.8 上海光机所“新型激光光束光场在线测量仪研制”项目荣获首届中国军民两用技术创新应用大赛金奖。该以波前分束编码成像为基本技术,实现激光束特性的快速测量,具有体积小和精度高的特点。由于在国防工程和民用领域有着广泛的应用前景,并可以打破发达国家在大型光学精密测量仪器领域的技术垄断,参赛项目获得了评委的高度评价。 

  “大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”项目荣获2016年上海市技术发明奖特等奖。 

  “分布式光纤振动传感技术及其重要安防应用”项目荣获2016年上海市技术发明奖一等奖、“分布式光纤传感器及信息解调方法”荣获2016年上海市发明创造专利奖二等奖。 

 

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