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硬X射线自由电子激光装置总长约3.1公里，工程任务是建设一台能量8GeV的超导直线加速器、3条波荡器线、3条光束线以及首批10个实验站。装置建设内容包括：注入器、主加速器、FEL放大器(波荡器线)、光速线和实验站，还有包括束流诊断、控制、激光、同步、数据采集与处理等在内的公共子系统，以及低温、公用设施等配套系统和设施。

近期，上海光机所在100拍瓦激光装置中的高性能种子源方面取得新进展。研究人员采用超连续谱产生结合飞秒光学参量放大技术，通过级联光参量放大和精密色散控制技术获得了重复频率1kHz、与超宽带光学参量放大匹配的910nm中心波长、高于100微焦的脉冲能量、大于200nm的超宽带宽、小于15fs的脉冲宽度、优于1012的超高时间对比度以及时空质量优良的输出，综合性能满足了100拍瓦激光系统的要求。

拍瓦：1拍瓦=1000太瓦。1拍=1000*1000太W=1000*1000*1000兆W。指功率的单位，瓦(国际单位制中功率单位“瓦特”的简称)一般指瓦特(功率单位)。瓦特是国际单位制的功率单位。瓦特的定义是1焦耳/秒(1J/s)，即每秒转换、使用或耗散的(以焦耳为量度的)能量的速率。在电学单位制中，是伏特乘安培乘功率因数(1V·A，简称1伏安)。

超 强超短激光一般是指峰值功率大于1太瓦(1太瓦=1万亿瓦)，脉冲宽度小于100飞秒(1飞秒等于1千万亿分之一秒)的激光。此次成功实现的10拍瓦激光放大输出，则等于1亿亿瓦，相当于全球电网平均功率的5000倍。100飞秒是怎样的瞬间呢?100飞秒相当于十万亿分之一秒，即使每秒飞行30万千米的光，在这么超短的时间内也只能走一根头发丝粗细的距离。此次激光脉冲宽度经过脉冲压缩器压缩后仅仅为21飞秒。

拍瓦超 强超短激光能在实验室内创造出前所未有的超 强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件，在激光加速、激光聚变、核医学等领域有重大应用价值，是国际激光科技竞争前沿之一，多个国家已提出了大型超 强超短激光装置研究计划。

光学参量放大器

光参量放大是指一束高频率的光和一束低频率的光同时进入非线性介质中，出来的光当中低频率的光由于差频效应而得到放大，这种现象称为光参量放大。一束高频率的光和一束低频率的光同时进入非线性介质中，出来的光当中低频率的光由于差频效应而得到放大，这种现象称为光参量放大。

光学参量放大器(简称OPA)是通过应用光学参量生成(简称OPG)来执行激光的波长转换的装置的总称。光学参量振荡(光学参量振荡器，简写OPO)也是但实质上同样的事情，光参量振荡光参量产生振荡器，而在，OPA做时必须在振荡器进行并不总是一样的。通过光学参量放大，通过计算机控制非线性介质的角度，只需触摸按钮即可产生各种波长的光。

光学参量放大是通过利用非线性光学效应来增加特定频率的光强度的操作，配备有该机制的设备称为光学参量放大器。在光学参量放大中，信号光被称为种子光和种子光，并且被泵浦光放大。作为放大的结果，泵浦光的强度变得非常弱，并且产生空转光。信号光和泵浦光在非线性介质中相互作用以产生空转光的原理与产生差频相同，但是光参量放大强调放大信号光。这是因为入射到介质上的信号光的强度比泵浦光的强度低得多，因此泵浦光的能量移动到信号光和惰轮光。

啁啾脉冲放大技术

原理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。激光物质有一个临界功率，在很长时间内一直是激光放大的极限。啁啾放大技术的原理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。此技术使激光功率提高了1000倍到TW级，并得以从此稳步提高。在光纤通信中通常有线性啁啾和非线性啁啾两种，前者是由于光纤二阶色散(GVD)引起，后者由于脉冲本身的相位调制作用(SPM)即可引入。

参量放大过程中，使泵浦光工作在高强的窄谱带状态，而信号光则是宽谱带的啁啾脉冲，经过非线性晶体的耦合放大后，再压缩回飞秒脉冲。由于在光学啁啾脉冲参量放大中只有泵浦光和信号光同时在晶体中得到匹配时才能产生放大，因此在主脉冲之外的噪声得到很好的抑制。同是因为光学参量放大的高增益，使得系统的光学介质减少，由此降低了色散，避免了传统CPA激光的B积分问题;另外晶体对抽运光光和信号光都是透明的，可以防止热效应，这些都有助于光束质量的提高。

新闻来源：中国科学院上海光学精密机械研究所