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中文摘要：
超短超强激光技术和高能量密度物理诊断技术的突破性进展，为探索在更高能量密度下物理规律的新形式和物质的新形态提供了前所未有的机遇。本申请项目瞄准高能量密度物理研究的若干前沿问题，发展可以同时提供超高对比度（>10^10）和超高强度（>10^21W/cm^2）的关键激光技术；深入研究在超短超强激光驱动下的超高梯度加速新机制和新型辐射机制；开展超短超强激光与等离子体作用超快动力学过程的高时空分辨研究；探索极端光场条件下真空非线性极化、正负电子对产生等极具挑战性的科学前沿问题。项目成员在强激光技术、物理实验、理论与数值模拟等方面有长期的积累，并在多年互补性合作研究的基础上自然形成了研究群体，已经在高能量密度物理领域取得突出的成绩（如Nature Phys. 2篇，Phys. Rev. Lett. 16篇等）。在本项目的支持下，有望产生具有重要国际影响的研究成果，并可能在国家重大专项工程中获得应用。
英文摘要：
ultra-short ultra-intense lasers；high energy density physics；advanced particle accelerators；novel radiation sources；space-time resolved diagnostics with electron beam
结论摘要：
强激光驱动高能量密度物理是随着激光技术的发展而产生的交叉科学前沿，其中不仅有极为丰富的非线性物理，在新型粒子加速器、新型激光核聚变、实验室天体物理、阿秒科学，乃至工业和医疗等方面有广泛的应用前景。在过去近三年里，我们针对高能量密度物理若干关键科学和技术问题开展深入探索，取得的主要进展如下1）围绕多波段、超高对比度、超高强度的激光核心科学技术问题，提出了“飞秒OPA和高能OPCPA”总体技术路线，演示验证了可见光、近红外、中红外“多波段”激光全新工作模式，产生了国际最高水平的120GW高质量中红外激光输出。在高强度激光信噪比单次测量技术、高能钕玻璃激活镜放大器研制以及中红外超短超强激光产生等方面取得了重要成果。2）在强激光驱动粒子加速和新型辐射源机制方面，提出了利用激光尾场中密度梯度上升沿注入、电离注入控制新机制，为稳定产生能散度低于1%的电子束提供了理论依据；在实验上同时获得高品质电子束以及高亮度X射线源，并揭示其产生的物理机制；在上海交大200TW激光实验装置成功获得稳定大电量数百MeV准单能电子束。3）在原有60keV超快电子衍射成像系统上，发展了具有皮秒时间分辨和微米空间分辨的网格电子纹影法探测技术，并成功应用于激光等离子体内部场结构三维成像；发展了MeV超快电子束成像系统，有望进一步提高原有系统的时间和空间分辩。4）在极端相对论非线性物理方面，揭示了超强激光在等离子体中传输时的有质动力自散焦传输现象；探索极端光场下的真空正负电子对产生物理，发现了磁场对局域超临界电场下正负电子对产生的抑制作用。5）在实验室天体物理方面，在神光Ⅱ装置激光等离子体实验中构造了特定的磁重联结构，揭示了磁重联过程新的特征；首次观察到强激光驱动高密度等离子体中的磁湍流现象。在不到三年的时间里，在国内外主要学术期刊上发表被SCI论文70多篇，其中影响因子超过2.0的有60多篇。本项目已经完全达到了预期的研究目标。
成果综合统计
期刊论文
会议论文
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期刊论文
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