是当前我国规模最大、  国际上为数不多的高性能高功率钕玻问风打垂璃激光装置。  它在规模上处于世界上正在运行的同类装置的第四位，2000年运行以来性能稳定，光束质来自量及运行输出指即五标要求已与当今国际高水平的大型激光驱动器光束输出质量水平相当，具备了高剧七知第维选水平运行的综合技术能力。该装置上进行的物理实验已取得一系列阶段性重大成果，其中惯性约束聚变直接驱动打靶，获得单发4×10^9中子，是国际同类装置获中子产额的最好水平,为我国惯性约束聚变研究做出了重360百科大贡献。神光Ⅱ为我国惯性约束聚变、X光激光、材料在极高压状态县节殖必空职下的参数测量等前沿领域开展科学研究提供不可替代实验手段，是该领域的重要实验平台。

• 中文名称 神光Ⅱ装置
• 建造时间 20世纪90年代
• 特点 高性能高功率
• 性质 钕玻璃激光装置
• 应用领域 X光激光等

背景

　　人类的能源从根本上说来自核聚变反应，即发生在太阳上的"轻核聚变"。人类已经在地球上表实现了不可控的热核反应，即氢弹爆炸。要获得取之不尽来自的新能源，必须使这一反夜诉激胞丰家件叫吃福仅应在可控条件下持续地进行。为实现这一理想，科学家们用托卡马克装置开展"磁约束聚变"的研究。另一条技术路线于20世纪60年代初提出。它的基本原理是把强大的激光束聚焦到热核材料制成的微型靶丸上，在瞬间产生极高的高温和要至极大的压力，被高度压缩的稠密等离子体在扩散之前，即完成全部核反应，这就是"惯性约束聚变"(ICF)。一些国家的实验室已经在江厚责侵技全进先川任群这类激光装置上作了大量得环直布积的基础研究工作。美国、法支着短评亚代但级场就国等已着手建造更大规模的巨型激光器，期望实现激光热核"点火"。

意义

　　它的建成并投入运行，标志着我国大型强激光和激光核聚变研究跨上一个新台阶，跻身于世界前五强，对提高综合国力具有重要意义。超强超短激光技术，是在1000万亿分之几秒的超360百科短瞬间，产生相当于全世界且电网数倍功率的超强激光，这是20世纪90年代以来强激光财少书旧技术伴随着现代科学发展产生的一项尖端高新技术。这项高新技术，可以揭示物质和化学反应过程中快速演变的科学奥秘，同时也可以模拟出只有在天体或核爆炸过程中才可能有的高压、高温、高密度的极端物理条件。更具有重大科学意义的是，开拓约本段伟规观晶帝了激光和物质相互作用的新理论、新方法，开创了强场物理这一新的物理学发展方向，直接推动了激光与生命科学、材料学、信息科学等前沿交叉眼事决划领域的学科发展。

　　神光II阶段性成果的推简站际尔酸答广应用不仅为即将建造的下一代激光装置提供极为宝贵的科学技术经验，而且带动了我国材料科学 (激光玻璃、激光晶体、非线性晶体)、精密光学加工与检验(λ/10高平面度、低粗糙度、大口径光学元件研磨技术、金刚石车床飞刀切削大口径KDP晶体技术)下洋高缺列销样、介质膜和化学膜层技术、高质量大口径氙灯工艺、精密机械和装校工艺及高压电能源系统、快速电子学、控制电子学、二元光学技术等相关学科或技术的跨越式发展。而这些相关学科技术在国民经济中的应用前景将是相当可观的。神光系列装置研究的最终目标是实现激光受控热核聚变"点火"。

　　神光II装置经过几次改进升级，具备了更高水平运行的综合技术能力，其多功能高能激光系统(简称第9路) 2008年通过验收，能提供国内同类装置中最大激光通量，在惯性约束聚变研究中发挥特殊的最生新重要作用，标志了我国大型强激光和激光核聚变研究跨上一个新台吗安婷非料阶，跻身于世界前五强，对提高综合国力具有重要意义。

工程进展

　　1964年，王淦昌提出了研究激光聚变的倡议来自。上海光机所1965年开始用高功率钕玻璃激光产生激光聚变的研究。

　　1973年5月，上海光机所建成两台功率达到万兆瓦级的高功率钕玻璃行波放大激光系统，先后对固体氘和氘化锂进行了一系列打靶实验。首次在低温固氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙烯上打出中子。冷冻氘靶获103中子产额。这项突破性成果，表明我国成功地实现了激光产生高温高密度的等离子体，是我国激光核聚变研究的一个里程碑，标志着我国在该领域的研究迈入世界先进国家的行列。

　　1974年，上海光机所研制成功毫微秒10万兆瓦级6路高功景销图对改农率钕玻璃激光系统，激光输出功率提高了10倍，中子产额增加了一个量级。

　　1977年，上海光机所利用6束激光系统装置(1011瓦)，对充气玻壳靶照射获得了近百倍的体压缩。使我国的激光聚变研究进入了逐级论证向心聚爆原理360百科的重要发展阶段，为以后般部许矛存层长期的持续发展奠定了基础。

　　1980年，王淦昌提出建造脉冲功率为1012瓦固体激光装置令夜技叫肥味的建议，称为激光12号实验装置。

　　1985年7月，激带老相沿混罗光12号装置按时建成并投入试运行。试运行中成功地进行了三轮激光打靶试验，取得了很有价值的结果，达到了预期目标。该装置是难原密少族选般中国规模最大的高功率钕玻璃而激光装置，在国际上也为数不慢印菜异训范置些多。它由激光器系统、靶场系统、测量诊断系统和实验环境工程系统组成。输出激光总功率达1012瓦量级，即1万亿瓦;而激光时间只有一秒钟的十亿分之一到百亿分之一。可用透镜聚焦到50毫微米的尺寸上，能产生施1017 瓦/厘米2的功率密度。将这样的光束聚焦在物质的表面，可以产面江水生生千万度的高温，并由此产生强大的冲击波和反冲击压力。该装置的高精度靶场系统，能适应0.1毫米量级的微球靶、黑洞靶、台阶伟哥倍送频靶、各类X光靶等多种靶型的实验需要，并具有单束、双束及两路并束激光打靶的真和类叫费亮以预沉功能，为进行激光核聚变新能源研究及其他多种物理研究得供了重要实验手段。

　　1986年夏天，张爱萍将军为激光12概号实验装置亲笔题词"神光"。于是，该装置正式命名为神光I。(右图为神光I的主映婷额市倍们板黄放大系统)

神光I的主放大系统

　　1987年6月27日，神光I通过了国家级鉴定。 专家们一致认为:装置的综合总体技术性能，达到了国际同类装置的先进水平。神光I的建成，标志着我国已成为国际高功率激光领域中具有这种综合研制能力的少数几个国家之一，是我国激光技术发展中的一项服画站重大成就。在该装置上先后进行了直接驱动和间接驱动热核聚变实验，标志着我国在该领域进入世界先进行列来植列区县都笔会。

　　1989年起，神光I直接驱动获5×106中子产额，间接驱动获104中子产额，冲击波压强达0.8TPa，获近衍射极限类氖锗X光激光增益饱和。

　　1990年，神光I获得毛鲁略供国家科技进步奖一等奖.

　　1993年，国家"863"计划确立了惯性约束聚变主题，进一步推动了国家惯性约束聚变研究和高功率激光技术的发展。

　　1994年，神光I退役。神光I连续运行8年，在ICF和X射线激光等前沿领域取得了一批国际一流水平的物理成果。

　型好置血延娘岁过少校　1994年5月18去日，神光Ⅱ装置立项，工程正式启动。

　　2000年，神光Ⅱ装置8路基频达标(8×1012瓦)，开始试运行打靶。

　　2000年起，直接驱动获4×109中子产额，间接驱动获108中子产额 ，直接驱动冲击波压强达1.5TPa，间接驱动冲击波压强达3.7TPa，获增益饱和类镍银和高强度类镍钽X光激光输出。

　　2001年8月，神光Ⅱ装置建成，总输出能量达到6千焦耳/纳秒，或8太瓦/100皮秒，总体性能达到国际同类装置的先进水平。(左图为神光Ⅱ的主放大系统)

神光Ⅱ的主放大系统

　　2001年，神光Ⅱ三倍频达标 ，圆满完成两轮三倍频试打靶物理实验。

　　2001年12月底，神光Ⅱ通过了鉴定与验收。

　　2002年，神光Ⅱ获上海市科技进步奖一等奖，并入选2002年中国十大科技进展。

　　2003年，神光Ⅱ获中国科学院杰出科技成就奖。

　　2005年，神光Ⅱ获国家科技进步奖二等奖。

　　2006年4月13日，用于神光Ⅱ的固体激光器的泵浦光源获得第九届中国专利金奖，它新添的第9束激光输出能量打破纪录，较此前提高了5.8倍，离为核聚变"点火"更近一步。

　　2006年，神光Ⅱ自投入运行以来高效率、高质量"打靶"已达3000余发，日韩等国科学家慕名前来合作实验。神光Ⅱ能同步发射8束激光，在约150米的光程内逐级放大:每束激光的口径能从5毫米扩为近240毫米，输出能量从几 十个微焦耳增至750焦耳/束。在激光靶区，强光束可在十亿分之一秒内辐照充满热核燃料气体的玻璃球壳，急速压缩燃料气体，使它瞬间达到极高的密度和温度，从而引发热核聚变。神光Ⅱ已实现"全光路自动准值定位"，实验中能及时纠正因震动和温度变化而带来的仪器微偏，使输出激光经聚焦后可精确穿过一个约0.3毫米的小孔，仅比一根头发丝略粗一点。新运行的"神光Ⅱ"第9路光束口径，由前8路的每束190毫米增至310毫米，单路能量输出达5100焦耳，为进一步升级奠定了坚实基础。 神光Ⅱ实现了国内激光核聚变驱动器技术跨入国际先进行列的质的提升，将为实现我国激光核聚变点火工程作更大贡献。

　　2006年6月1日，863专家组组织有关专家在上海光机所对"神光II多功能高能激光系统(第9路)"项目进行了阶段验收。专家们认为:该项目的技术指标均已达到合同规定的指标。文档资料基本齐全，格式规范，符合要求;经费使用基本合理、符合有关管理规定，同意该项目通过"十五"阶段验收。

　　2006年12月24日，神光Ⅱ精密化技术研究项目通过了"863"专题专家组验收。专家们认为:该项目自1996年立项以来，针对神光Ⅱ装置的特点，在角变调控镜功率平衡调控技术、三级能量波形监测和三参数综合调控地新技术、三倍频晶体光轴高精度匹配及偏光方向匹配新调试方法等方面做出了具有创新性的工作，使我国激光驱动器在激光功率平衡、激光打靶落点精度、准方波脉冲输出控制等三个精密化核心技术环节方面取得了实质性的突破，已达到了国际同类技术的先进水平。

　　2007年9月29日，神光Ⅱ升级工程初步设计通过评审(右图)。评审专家组认为该工程初设充分考虑了装置升级的主要目的，原则上可行，项目提出的经费预算基本合理，同意工程初步设计通过评审。专家组建议进一步优化工程设计，充分重视关键技术问题，进一步完善经费预算，加强节点控制，规避风险。

神光Ⅱ升级工程初步设计通过评审

　　2008年3月18日，上海光机所和德国慕尼黑国际博览集团联合主办、光学期刊联合编辑部承办的光学前沿--2008'激光技术论坛暨"2007中国光学重要成果"发布会在上海召开。国家科技部副部长、中国光学学会副理事长曹健林，中国光学学会理事长周炳琨院士等专家出席了本次论坛，作为大会副主席，中科院上海光机所所长、联合实验室主任朱健强致欢迎词。

　　2008年10月25日，"神光II多功能高能激光系统"(简称第9路)通过验收。验收委员会由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高科技863计划专题组联合组成。验收会由高功率激光物理联合实验室管委会主任阴和俊、副主任张维岩和孙锦山主持，中科院副院长江绵恒、中物院高级科技顾问朱祖良、中科院副院长阴和俊、中物院于敏院士、胡仁宇院士、贺贤土院士、上海交通大学张杰院士、李家明院士等到会。验收委员会听取了技术和工作总结报告，监理组的监理工作报告，验收测试组的测试报告以及项目经费审查报告、项目文档资料审查报告和用户使用报告。经过审议和讨论，验收委员会认为:该项目2002年10月正式立项，2004年实现了全光路通光和总体激光发射。2006年，除大光斑均匀照明的直接测量外，其余各项指标均达到了合同规定的要求。

光学前沿发布会

　　2008年上半年进行了大光斑均匀照明直接测量，表明第9路已完成合同规定的各项技术指标要求。自2005年初，第9路开始提供打靶试运行，迄今已经单独或与其它8路激光一起累计打靶发射一千余次，成功率达到80%。研制过程中采用了自主研发的若干单元技术和先进元器件，综合了多年发展高功率激光装置的理念，短时间内完成了高性能的激光系统，为物理实验提供了重要保障。项目经费使用合理，文档资料齐全规范。验收委员会一致同意通过验收。第9路输出激光作为探针光或高压冲击波的驱动源，在内爆压缩、流体界面不稳定性、不透明度、材料高压状态方程、实验天体物理学、X射线激光及其应用等各类物理实验中，发挥了重要的作用。

大口径方形能量计

　　2009年3月中旬至4月初 ，高功率激光物理国家实验室倍频课题组在神光II装置第九路上进行了"I+II类"KDP晶体实现三倍频激光输出的实验。实验除了验证I 类晶体的调谐特性和系统控制精度对三倍频转换效率的影响外，最主要还是要验证大口径(大于300毫米)KDP晶体在中高通量运行(~3.5J/cm2, 3ns，3ω)情况下SRS现象，从而保证KDP晶体的安全运行。

　　2009年6月，高功率激光物理国家实验室测量课题组经过近两年的努力，按期完成了大口径方形能量计的研制任务(左图)。此次研制完成的大口径方形能量计测量口径达420毫米×420毫米，适用基频、二倍频、三倍频三个波段，灵敏度大于50μv/J，面均匀性优于±1.8%，在稳定性、信噪比、面响应均匀性这三个激光能量计的主要技术指标都做到了较高的实用水平。这是课题组继成功研制口径为20毫米、50毫米、100毫米、300毫米、400毫米的能量计之后，又一次出色完成了大口径方形能量计的研制。研制过程中，不仅形成了一套方形、大口径激光能量计设计方法和制作工艺，而且大大丰富了实际的研制经验，为今后研制更大口径的能量计打下了坚实的基础。

　　2011年1月24日，中科院计划财务局组织专家对神光II装置承担的"空调系统更新"、"能源系统改造"和"靶场系统改造"三个重大维修改造项目进行验收。

建设内容

　　神光Ⅱ建在位于上海嘉定的上海光机所(右图)，总占地面积约3000平方米。

上海嘉定的上海光机所

　　神光Ⅱ由激光器系统、激光光路自动准直系统、激光精密靶场系统、激光参数测量系统、激光储能供电系统(右下图)、环境保障及精密超净装校系统六个部分组成，是数百台套的各类激光单元或组件的集成，并在空间排布成8路激光放大链，每路激光放大链终端输出激光净口径φ230mm，具有两种脉宽:1ns、100ps，3种波长:1.053μm、0.53μm、0.35μm的输出能力，该装置终端输出能量达到6KJ/1ns/1.053μm。高功率激光驱动器的科学技术水平最重要的是高激光质量、耐用性、稳定性、可靠性，以及驱动器激光运行输出极高的重复精度。

技术成就

　　神光Ⅱ独立自主地解决了一系列技术难题，创新集成了 多项单元新技术。

　　主要包括:

　　创新设计并研制成功无开关同轴双程片状主放大器，在国际上首次投入运行。

　　在同轴双程主放中创新开拓的带滤波孔小园屏技术，解决了主放大器输出能力问题。

　　首创调Q型损耗调制单纵模激光振荡器核心新技术，在神光Ⅱ运行中获得国际同行瞩目的高稳定输出。

　　创新型高稳定性冷阴极闸流管控制的时空变换激光脉冲整形技术。

　　为解决激光靶精密瞄准问题独立发明的基频和三倍频严格同轴的高精度ICF靶场模拟光技术。

　　解决高均匀度线聚焦的凸柱面透镜列阵创新设计工作。

　　最新开拓的高激光破坏阈值介质膜平顶超高斯锯齿软边光栏技术。

　　化学法制做有特色的高激光破坏阈值三倍频晶体表面防潮增透膜技术。

　　高效快速自动准直技术，解决了激光装置全系统高精度自动准直、瞄准的关键等。

技术水平

　　神光Ⅱ的总体技术水平已达到当前世界同类装置前沿水平。

　　主要表现在:

　　基频单束激光运行输出能量与美国OMEGA相当。

　　激光输出光束质量达到国际同类装置同等技术参数水平，与美国OMEGA技术指标相当。装置输出激光的通量、等效可聚焦功率密度和时空信噪比都达到了国际先进水平。为物理实验提供了高效的实验平台 。

　　标志激光驱动器设计和光束调控水平的激光光束近场填充因子达到约50%，与日本Gekko-XII水平相当,尚低于美国OMEGA装置 的75%。

　　三倍频激光输出以日常运行约60%的激光外转换效率和高稳定输出超过日本Gekko-XII。与美国OMEGA装置最高75%内转换效率相近。

　　采用新技术路线和有特色的CCD并行图像处理技术，约30分钟即可实现全系统光路自动准直高精度调整，有效提高了光路自动准直工作效率，总体技术水平高于日本Gekko-XII光路自动准直调整过程。