在前不久举行的2016年度上海市科学技术奖励大会上,中科院上海光机所胡丽丽领衔的“大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造关键技术及应用”,获技术发明奖特等奖。今天,小编就与您长话短说,聊聊激光钕玻璃。什么是激光钕玻璃?钕(nǚ,读音和女一样)玻璃一种含有稀土发光离子——钕离子的特殊玻璃,它可以在“泵浦光”的激发下产生激光或对激光能量进行放大,是激光器的“心脏”。
数千片大口径高品质的激光钕玻璃在装置中,就像时刻准备一声令下迸发战斗力的“千军万马”列阵,又像人类“心脏”一样反复“搏动”和“接力”,将微不足道的激光能量放大到“小太阳”量级的能量。激光钕玻璃要从实验室走向实际应用,还需经历一次“特殊包装”,成为“激光玻璃元件”。从1964年起,上海光机所就开始了钕玻璃的研究,并走出了干福熹、姜中宏两位中科院院士,团队成员目前稳定在80多人。
从第一代硅酸盐钕玻璃,到现在磷酸盐钕玻璃,整整经历了4次技术的代际提升。磷酸盐钕玻璃为何难造?它要同时满足28个技术参数,几乎每一个都是一道难跨越的坎:高纯度的原料既容易吸水,又“性格”活泼,连生性“懒惰”的白金都会被它“拉”下马。而激光钕玻璃中,又容不得杂质的存在。大功率激光装置动辄需要上千片钕玻璃,它们必须规格性能一模一样,才能让两三百路激光最终精准汇聚到仅有毫米量级的靶点上。
这使得自主发展连续熔炼技术为核心的批量制造技术成为唯一解决途径。钕玻璃阵列已被应用于上海超强超短激光装置,基于钛宝石啁啾脉冲放大技术,目前已创造了激光脉冲峰值功率的世界纪录(5.4拍瓦),并即将向更高的脉冲峰值功率(10拍瓦)发起挑战;激光钕玻璃也可用于聚变研究,我国的“神光”装置就是世界上性能最好的聚变“点火器”之一。