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2017年

来源: 发布时间:2019-06-04 10:54:38

  (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 

  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号 

  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,中科院长春光机所、中科院电子所相关科研人员迁上海,联合上海轻工业局长江光学仪器厂、上海仪表局竞仪器厂组成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。 

  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,成为中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。 

  2017年是党和国家发展进程中具有重大里程碑意义的一年,也是上海光机所全所开拓创新、协力奋进、锐意进取的一年。上海光机所继续延续“十三五”的良好开局,在面向世界激光科技前沿和国家重大需求方面,取得一批具有重要国际影响力的科技成果。 

  上海光机所现设8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。 

  上海光机所建成国内仅有、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达到国际先进水平。 

  (二)科研进展情况 

  截止2017年底,上海光机所共有在职职工926人。包括中科院院士7人、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112人、副研究员及高级工程技术人员278人。2017年新增中国科学院院士1名,多名青年人才进入第三批国家“万人计划”(科技创新领军人才)公示、中科院“百人计划”和“关键技术人才”。 

  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495人(其中硕士生224人、博士生271人)、在站博士后16人。在岗博导共有79名,硕导100余名。 

  2017年,上海光机所共有在研项目476项(包括新增项目143项)。其中:承担国家重大科技专项课题66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3项;主持(或承担)国家重点研发计划项目15项(新增3项),主持(或承担)国家自然科学基金重大项目1项(新增1项),重点项目2项、面上项目45项(新增14项)、国家自然科学基金重大研究计划重点项目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,承担课题11项;承担院前沿科学重点研究项目7项(新增1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3项,承担院重点国际合作项目4项(新增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5(新增2项),参加科技部重大仪器研制项目3项,承担院仪器研制项目4项(新增2项);承担上海市科研项目58项(新增22项)。 

  “突破一”聚变点火级激光驱动器关键技术与系统方面20176月,经过近十年技术攻关,国家科技重大专项项目“神光”高功率激光驱动器升级装置顺利通过综合验收;2017228日,完成以色列“国家激光装置(NLF)”全系统现场交付验收,激光输出的稳定性指标达到国际先进水平,获以方高度评价;进一步开展新型N41钕玻璃连续熔炼工艺改进和集成验证,完成N41钕玻璃连熔中试线的设计;研制的“大尺寸、高消光比、高损伤阈值偏振片”的技术指标优于国际上其他大尺寸偏振片公开报道的技术指标;开展新方案脉冲氙灯制备关键工艺的研究。 

  “突破二”空间激光通信时频系统技术方面经过长达一年多的在轨测试,“天宫二号”空间冷原子钟项目完成所有工程任务,实现天稳10-16量级的高精度空间冷原子钟在轨运行,美国“科学”杂志再次报导空间冷原子钟在轨运行成果;顺利完成量子科学实验卫星“墨子”号星地高速相干激光通信技术试验项目,国内首次成功实现星地5.12/2.56 Gbps下行相干激光通信试验;完成“风云三号”计量激光器和稳频激光器研制,201711月发射后在轨运行;国内首次开展GF专项机载激光测风雷达系统中高空无人机飞行验证试验,获取轨迹方向大范围的风速和风向剖面。 

  “突破三”超强超短激光及其重大应用方面:20171024日上海超强超短激光实验装置(SULF)的研制工作取得重大突破,成功实现10拍瓦激光放大输出,达到国际同类研究的领先水平;10拍瓦激光主放大器采用的钛宝石晶体直径达235毫米,由上海光机所自主研制,这是中国首次研制成功并获得激光放大的口径超过200毫米的激光晶体,也是目前已知国际最大口径的激光放大晶体;超强超短激光驱动的小型化自由电子激光新概念研究取得重大原创进展,提出并实现一种微型、瞬态的波荡器方案;在激光质子刀研究中取得重要进展,获得大流强、准单能的高品质质子束,使得激光驱动的质子刀方案向前迈出关键一步。 

  “大尺寸高性能磷酸盐激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”项目荣获国家技术发明奖二等奖;“米级高消光比高损伤阈值偏振薄膜元件成套制备工艺技术与应用开发”项目荣获上海市技术发明奖一等奖。 

  全所共申请专利207项(其中发明专利206项),获授权专利178项(其中发明专利173项);发表论文总数578篇,其中SCI论文381篇,IF大于等于3论文142篇。 

  院地合作及科技成果转移转化方面:南京先进激光技术研究院入选第二批“国家专业化众创空间示范名单”,已逐渐打造成国内一流的智能激光制造科技公共服务平台,全面服务长三角一体化发展。2017年,上海光机所与嘉定工业区共建的上海嘉定激光创新中心已基本完成建设,相关项目已开始进驻,负责中心运营的上海中科神光光电产业有限公司完成注册。 

  国际合作及其成效方面:2017年,上海光机所继续与爱尔兰、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;新签订国际合作协议4项;首次申请到中科院国际合作局大科学工程国际合作项目、2018-2019俄乌白特别交流计划等国际合作项目;主办或承办中德SIOM-FZJ合作研讨会、第六届“环太激光损伤-高功率激光光学材料”等国际学术会议;全年来访外宾200余人,其中2名国际访问学者和1名国际博士后在我所做长期合作研究。 

  上海光机所主办《中国激光》、《光学学报》、《激光与光电子学进展》、Chinese Optics LettersPhotonics ResearchHigh Power Laser Science and Engineering6本光学学术期刊Photonics Research 的影响因子达到4.679High Power Laser Science and EngineeringSCI数据库收录。《光学学报》首次荣获“百强科技期刊”称号,《中国激光》再次入选“百种中国杰出学术期刊”。 

  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2017大事记 

  重大科技成果产出与产业化: 

  1.15 上海光机所高速相干激光通信载荷开展首轮星地双向激光通信试验。本次试验是中国国内首次在轨相干激光通信试验,实现在星地链路距离1000km以上、低仰角(20度左右),下行通信速率5.12Gbps条件下,并成功进行图像传输,图片传输清晰;同时也进行上行PPM调制直接通信,通信速率20 Mbps  

  1.20 上海光机所采用堆叠法制作特殊结构的光纤预制棒,研制出适合1μm掺镱光纤激光器泵浦的光子晶体光纤,为今后实现该光纤的器件化应用打下重要基础。 

  2.6 上海光机所提出并实验验证新一类相位匹配方法——电压调谐相位匹配,该方法不仅为设计新颖的非线性光学器件提供新的途径,也为进一步深入研究非线性光学相互作用提供新的方向。[Physical Review Letters 118,043901,(2017)] 

  2.28 上海光机所承担的中以国际合作项目在以色列项目现场完成现场全系统验收。本次验收发射大能量33发,子系统运行正常,项目的验收指标优于合同指标,取得的测试数据表明该项目超额完成合同指标,激光输出的稳定性指标达到国际先进水平。 

  3.1 上海光机所利用超强超短激光与金属丝相互作用,在产生高能电子束的同时,巧妙地利用电荷分离效应构建微型、瞬态的电子波荡器,并基于该全新波荡器方案获得非线性放大的强THz辐射输出。[Nature Photonics 11,242-246(2017)] 

  3.6 上海光机所在随机拉曼光纤激光器研究中,提出一种超宽调谐的随机拉曼激光器结构,实现1-1.9μm的连续可调谐的随机拉曼激光输出,最大的输出功率6.2W,输出波长1.82μm[Scientific Reports 7,42611(2017)]     

  6.29 上海光机所承担的“神光”驱动器升级装置通过项目综合验收。装置可输出8束总能量24kJ/3ns/3ω纳秒级和单束1kJ/1ps/1ω皮秒级激光,凝聚中国在光学、电子学、精密机械、精密加工、材料学等多个学科领域在“十二五”期间的技术攻关成果。 

  6月 “天宫二号”空间冷原子钟经过一年多的在轨测试,完成所有工程任务,性能技术指标达到预定目标,成为目前国际上在轨运行的最高精度的原子钟,并首次开展多项科学实验。 

  7.7 上海光机所成功制备获得纤芯直径大于50 μmNA小于0.03的大芯径光子晶体光纤,并在皮秒脉冲放大器中实现平均功率超过百瓦、单脉冲能量大于μJ量级的高光束质量输出(M21.5),为中国发展大能量超短脉冲光纤激光放大器奠定核心激光材料基础。  

  7.19 上海光机所利用一步溶剂热法在一维碳纳米管(CNTs)表面原位生长MoS2纳米片,得到具有核壳结构的MoS2/CNTs纳米复合物材料。[Chemistry A European Journal 14,3233 (2017)]  

  7.28 上海光机所联合中科院地理资源所、北京理工大学和上海交通大学成功研制国际首台机载激光三维强度关联遥感试验样机,探测距离超过1km,成像视场角超过3°,并率先完成基于系留氦气球、车载和运-12机载平台的激光三维强度关联成像试验。试验样机突破编码预置赝热光源、运动补偿平台和快速图像重建平台等关键技术。  

  7月 上海光机所SGII-5PW系统成功开展首轮物理磨合实验,完成大能量总发次14发,成功13发,成功率93%,能量稳定度优于5%RMS,装置运行稳定,SGII-5PW从装置的建设向物理应用迈出第一步,系统将通过多轮物理实验的磨合和性能提升,逐步进入常规运行。 

  8.20-26 上海光机所科技考古中心携带高精度和手持式能量色散型X射线荧光光谱仪、便携式激光拉曼光谱仪(简·智SSR-100)、便携式显微镜等设备赴广州市文物考古研究院,与该院组建15人联合研究团队,对该院所藏的与海上丝绸之路密切相关的汉代玻璃器、宝石、玉器、费昂斯(秞砂)、黄金等质地的300余件珠饰,特别是西汉墓出土的珠饰开展系统分析检测。此次研究加强对多面体珠饰、蚀刻石髓珠等珠饰制作微痕分析,获取与钻孔、琢磨与抛光等工艺信息,为探讨玻璃和石质珠饰在风格和制作工艺方面的内在联系提供科学依据。  

  10.13 上海光机所承担的“星地高速相干激光通信技术试验”项目通过验收,项目突破高稳定窄线宽光源、高精度激光锁相、高速信息处理等关键技术,研制成功高速相干激光通信有效载荷以及对应的地面激光通信收发设备。 

  10.20 上海光机所科研人员利用圆偏振拍瓦级超强超短激光脉冲轰击纳米厚度薄膜靶,获得大流强、准单能的高品质质子束,质子能谱峰能量达到9MeV,峰值流强高达3×1012 protons/MeV/sr。使得激光驱动的质子刀方案向前迈出关键一步。[Physical Review Letters 119.164801 (2017)] 

  10.24 上海光机所研制的超强超短激光实验装置(SULF)成功实现10拍瓦激光放大输出,达到国际同类研究的领先水平。 

  10.31 上海光机所科研人员发现在定向的非对称分子同强激光场相互作用时,可以产生独特的纯偶次高次谐波光谱,并分析和揭示其物理本质[Physical Review Letters 119.173201 (2017)] 

  11.1 上海光机所成功制备出高品质亚微米尺度三维球形钙钛矿谐振腔,球形微腔表面光滑、结构规则、尺寸可控,得到高品质、低阈值、窄带宽的单模激光输出,首次实现全可见光谱的单模激光可控输出,对于多色纳米激光器的研究以及激光显示、照明等的应用具有重要研究意义。  

 

  获奖荣誉: 

  “大尺寸高性能磷酸盐激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”项目荣获国家技术发明奖二等奖。 

  “米级高消光比高损伤阈值偏振薄膜元件成套制备工艺技术与应用开发”项目荣获上海市技术发明奖一等奖。