皮秒激光的组束是国际上一直没有解决的难题。本项目旨在研究采用拉曼技术实现对皮秒激光的多路组束,获得TW级的高信噪比、高功率紫外激光,并研究短波长超强激光在固体靶中的吸收现象以及超热电子产生的机制,研究短波长强激光辐照薄膜靶过程中产生的高能产物以及可能发生的核反应和核过程,对于ICF快点火及强场物理等具有重要的实际意义。
为探索皮秒紫外激光多脉冲组束技术,获得TW级紫外超短激光脉冲,我们在国内首次利用大口径电子束泵浦KrF激光器进行了紫外皮秒激光脉冲的放大,获得了4J/1.2ps、3TW的激光输出,实验证实了KrF激光放大器放大紫外超短脉冲的能力;开展了基于光学方法的4束皮秒脉冲多脉冲放大实验研究,获得了近4倍于单脉冲的输出能量,证明了多脉冲放大的优点;并且进一步开展了皮秒紫外脉冲组束的探索和研究,进行了非相干和相干组束理论模拟和原理性试验研究,在低功率下成功将4个皮秒紫外脉冲组束。同时开展了大量的超强激光与物质相互作用研究,取得了一系列成果,部分成果为国际首次发现在国际上首次发现了飞秒激光与固体靶相互作用中沿靶面发现的超热电子发射;超强激光与低密度泡沫靶相互作用中DD碰撞中子的产生、离子体加速概念的提出和证实;得到了高信噪比激光脉冲和等离子体相互作用产生的超热电子角分布和能谱;得到了高信噪比激光脉冲和等离子体相互作用产生的超热电子角分布和能谱;实验研究了不同激光波长对超热电子温度的影响等。