激光钕玻璃打造“神光”最强心脏|皇冠官网

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3月22日,中科院上海光机所胡丽丽研究员主持人已完成的“大尺寸高性能激光钕玻璃批量生产关键技术及应用于”项目获颁上海市2016年度技术发明者特等奖,这是时隔2014年陈赛娟院士之后又一位女科学家主持人的项目荣获特等奖。激光惯性约束核聚变装置是构建高效率核聚变的两条技术路径之一,具备根本性的国家战略意义。这一装置的核心材料——激光钕玻璃的倒数冶炼技术是国际上普遍认为可玩性最低的光功能玻璃制取技术之一,西方发达国家长年对我国严苛实行技术封锁和产品经济制裁。

胡丽丽研究团队依赖自主创新、构建关键技术突破,为我国不具备独立国家研发大型激光装置的能力获取最重要的材料承托。记者在上海光机所看见的这个玻璃片,长80公分,长50公分左右,晶莹剔透。

要说特别之处,它内里绿着暗红色,浅绿色的外层严丝合缝地紧紧包裹,隐隐透着一丝谜样。它乃是大名鼎鼎的“钕玻璃”——因所含稀土闪烁粒子,可以在“泵浦光”的唤起下产生激光或对激光能量展开缩放,是激光器的“心脏”。“种子光是微不足道的激光,只有纳焦耳级10-9,通过数千片大口径高品质的激光钕玻璃装置,最后将被缩放到小太阳量级的兆焦耳级106”,上海光机所高功率激光单元技术中心主任胡丽丽讲解。

钕玻璃性能的优劣要求了激光装置输入能量的潜力和质量。上海光机所激光钕玻璃团队经过10多年持续研制成功,获得了以倒数冶炼为核心的大尺寸激光钕玻璃批量生产关键技术的突破,顺利应用于“神光”系列装置和极强非同激光装置。为国家啃下这块硬骨头中科院上海光机所1964年辟所以来长年专门从事激光钕玻璃研发工作,先后积极开展了硅酸盐钕玻璃和磷酸盐激光钕玻璃的研发工作。

第一代是用作高能激光系统的硅酸盐钕玻璃;第二代是用作高功率激光核聚变系统“神光Ⅱ激光实验装置”的N21型磷酸盐钕玻璃。自国家启动根本性科技专项以来,对大尺寸高性能激光钕玻璃明确提出了更加急迫的市场需求。“2002年,我们还在使用单片冶炼,一年做到了102片,早已是最差的记录了”,胡丽丽回想。而此时,单片熔制技术从产量到性能都无法符合国家市场需求。

核聚变装置对钕玻璃性能一致性明确提出了十分低的拒绝。“数千件钕玻璃元件必需性能完全一致,才能确保192束激光同时打在同一点构成核聚变”,胡丽丽坦言这是挑战无限大的工作。

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美国牵头日本HOYA和德国Schott两家国际顶级光学玻璃公司历时6年已完成了钕玻璃倒数冶炼技术研发,却对我国采行了严苛的技术与产品经济制裁。这使得自律发展倒数冶炼技术为核心的批量生产技术沦为唯一解决问题途径。“重任来了,她敢接。

”,中科院上海光机所高功率激光单元技术研发中心党支部书记徐永春实在胆大心细是上海光机所很多科研人员的联合特质。“离线的模拟实验和在线实验总共做到了100多次。每个环节都遇到过难题。

有时候的确跑到了死胡同,逼着我们再行去探寻新的方法和路径。”,该项目第二已完成人陈树彬将每一次的艰难看做是解决问题核心问题的曙光,“再行艰难的时候,也没有人打退堂鼓。

因为国家任务面前,我们没后路。”,正是这样锲而不舍的精神承托着这支团队在一连串的无限大挑战中啃下了这块硬骨头。解决问题两大难题掌控四项核心技术激光核聚变应用于的钕玻璃是磷酸盐玻璃。

这种玻璃膨胀系数大,吸水性强劲,对耐火材料和电极风化相当严重。因此,激光玻璃倒数冶炼必须攻下杂质掌控以减少损耗、动态除羟基以符合荧光寿命指标、除铂颗粒以构建低激光通量、小流量大尺寸成型、无炸裂隧道窑热处理系列互相制约的技术难题。另外,为了确保谓之散光的有效地吸取,必须对钕玻璃展开包边处置。

原先包边胶和包边工艺不易产生可选形变造成钕玻璃脱落,而且耐光热辐射性差,更容易造成包边告终。针对这两大难题,研究团队进行针对性研制成功,获得了四大关键核心技术的突破。通过发明者倒数冶炼动态除羟基技术和杂质控制技术,确保钕玻璃中羟基吸收系数超过国际领先指标;团队发明者了新型包边胶和包边工艺,并研发批量包边机械化设备,构建平稳可信包边;发明者了包边剩下光线、铂颗粒检测方法,构建了钕玻璃批量生产的高效率、高精度检测技术仅有覆盖面积;上海光机所竣工有中国特色的首条大尺寸磷酸盐激光钕玻璃倒数冶炼批量生产线,构建了大尺寸激光钕玻璃的批量生产。

从隧道窑出来的钕玻璃,必须经过切割成、加热、加工,最后检验其光学性能。_皇冠官网。

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