10月9日，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室傳來了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)精密機械研究所中國科學(xué)院強激光材料重點實驗室薄膜光學(xué)實驗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所的參賽樣品，功能性激光損傷閾值高達94J／cm2。
高功率激光薄膜是構(gòu)成激光聚變裝置、超強超短激光等強激光系統(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驗室的美國國家點火裝置，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激光按照人類的想法“萬宗歸一”的獨門元件！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。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送到靶點！
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，西方國家對我國實施嚴(yán)密的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運。
作為激光技術(shù)發(fā)展的支撐基礎(chǔ)，上海光機所薄膜光學(xué)實驗室與建所同步，也是我國第一支專業(yè)從事激光薄膜研究的團隊。半個多世紀(jì)以來，薄膜光學(xué)實驗室不忘初心，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，最終實現(xiàn)超越，并通過本次競賽的絕對優(yōu)勢強化了我國在本領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。
據(jù)悉，上海光機所薄膜光學(xué)團隊是一支完全由中國自主培養(yǎng)的團隊，團隊里沒有一位帶“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、銳意進取，才逐步斬獲并保持世界第一，實現(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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