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1964年5月,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...
上海光机所共有在职职工926人(其中高级技术职称人员401人),截至2018年底,包括两院院士7人、发展中国家科学院院士2人、973计划项目及重大研究计划首席科学家、重点研发计划高技术领域等专家10余人、国家杰出青年基金获得者3人、国防科技卓越青年科学基金入选者1人、国家优秀青年基金获得者3人、1个团队连续获得2项国家基金委创新研究群体支持、百千万国家级人才工程入选者1人、国家“千人计划”入选者6人、国家“万人计...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称中科院上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、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...
上海光机所围绕国家“十二五”规划,按照中国科学院“创新2020”发展规划的要求,紧密结合上海光机所“一三五”发展目标,在高功率激光、信息光学、光学与激光材料科技领域与国外开展了实质性科技合作。同时,上海光机所根据各国特点制定了相应的合作政策,有计划、有重点地策划、设计和组织了若干重大国际合作项目和交流活动,形成了较为成熟的国际合作模式。通过组建联合实验室,组织高水平国际会议,承担多项重大国际合作项目,引进和培养了一批科技创新人才,开展了全方位、多层次、高水平、重实效的国际科技合作,提高了上海光机所在国际科技界的地位。
一、组建联合单元,扩大上海光机所的影响力,提升所的国际学术地位。
2012年4月28日上午,中韩高能量密度激光物理联合研究中心成立。中国全国政协副主席、科技部部长万钢和韩国科技部部长李周浩共同为中心揭牌。李周浩在致辞中指出,中韩联合研究中心自1998年成立以来,经过十多年的积极努力,对韩、中两国科技发展做出了一定贡献。韩方合作单位韩国原子能研究所是拥有50多年历史的优秀研究所,在原子能领域取得了一些世界级的成果,得到同行的高度评价。上海光机所在等离子体、激光核聚变等方面取得许...
上海光机所十分重视院地合作,近年来,面向国民经济主战场,紧密围绕先进激光产业链,先后建立了南京先进激光技术研究院、上海先进激光技术创新中心和杭州光学精密机械研究所等三个科技成果转化基地。通过科技成果转化基地的建设,在产业共性及关键技术研发、服务企业创新、推动科技成果转化等方面取得重大进展,为服务地方产业转型升级做出积极贡献。还与红塔证券等共同组建激光产业基金,推动创新链-产业链-资金链的融合...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中科院上海光机所在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创作等在内的系列科普工作,获得...
近期,上海光机所强场激光物理国家重点实验室在超强激光与等离子体结构靶相互作用的研究中取得了重要进展,首次提出等离子体中的粒子角动量振荡效应。这种效应将会在振荡相关的物理过程(如THz和X光辐射、粒子加热等)中带来重要影响,为激光加速粒子提供了新的研究思路。相关研究成果发表在[New Journal of Physics 21, 043022 (2019)]上。
拉盖尔-高斯光束具有螺旋等相位面和中心相位奇点,从而携带一定的轨道角动量。光的轨道角动量在光学微操纵、量子纠缠、光学通信、天体物理等领域具有广泛的应用。近年来,随着CPA技术将激光提升到相对论强度,超强拉盖尔-高斯光束也具备了极高的轨道角动量密度。螺旋相位板是一种光学厚度随方位角螺旋上升的结构靶,可对入射的高斯光束进行相位调制,利用等离子体螺旋相位板就可以产生超强拉盖尔-高斯光束。当超强拉盖尔-高斯光束与等离子体相互作用时,会产生许多新的物理效应,如中空尾场、涡旋高次谐波和伽马光子、反射光偏离、“涡旋刀”操纵粒子束等。
该研究中,科研人员将一束相对论强度的线偏振高斯光束正入射到两个系列的等离子体螺旋相位板上。每个系列的螺旋相位板都能产生一定拓扑荷的拉盖尔-高斯光束。其中一个系列的螺旋相位板的厚度随方位角单调上升(称为SPF),而另一个系列的厚度随方位角重复了多个周期(称为MPF)。研究人员观察到,在相互作用时,SPF中的粒子角动量会随着时间而振荡,而MPF却无此现象。理论分析发现,角动量振荡效应由结构靶表面的非对称电场产生,并且通过调整结构靶的表面结构可以实现粒子角动量振荡幅度的增强或减弱。螺旋相位板在振荡过程中也会获得一定的净角动量,这表明高斯光束与结构靶的相互作用可以对靶内粒子进行角向加速。并且产生的拉盖尔-高斯光束的拓扑荷越大,角向加速的效果就越明显。这一研究成果对激光加速粒子提供了新的物理机制和研究思路,对涉及粒子加速的诸多领域都具有重要的指导意义。审稿人评价该研究工作“非常有趣和新颖,采用的模型有效地解释了角动量振荡行为”。
该项研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导(B类)科技专项等项目的支持。(强场激光物理国家重点实验室供稿)
图1 两个不同系列的等离子体螺旋相位板(SPF和MPF)的结构图
图2 用两个不同系列的等离子体螺旋相位板(SPF和MPF)产生具有不同拓扑荷的涡旋光束和靶内粒子的角动量振荡效应