强场激光加速产生高性能粒子束

强场激光加速产生高性能粒子束是中国科学院上海光学精密机械研究所在先进制造与自动化领域的科技成果转化项目。 20世纪90年代初以来，超短脉冲超强激光的发展为紧凑而高效的粒子加速这一问题的解决提供了一个全新的思路。利用超强飞秒激光产生高能电子、质子的研究引起了空前的关注。2008年申请课题时,在国际上在粒子加速方面已有一些突破性的进展。比如在2004年，美国、英国、法国的实验同时实现了背景等离子体中电子的自注入，得到了单能电子束；2006年，激光加速电子的能量得到进一步提高，Lee**ns等人用40TW的超短激光脉冲在3.3cm长的等离子体中获得了能量达到1GeV的高性能高能电子束；2006年Faure等从实验上初步解决了电子加速的不稳定性问题。其方法是用另一束反向传播的弱激光来控制电子注入的位置，从而大大增强了空泡机制加速电子的稳定性。利用靶后鞘层加速，美国利弗莫尔实验室于2000年获得了57MeV的高能质子，使得激光加速质子这一研究领域开始得到国际上的广泛关注。另外由沈百飞等于2001年提出，后由Esirkepov等发展的激光光压直接加速机制日益受到重视。国内多个单位也积极从事有关研究，并取得了很大进展。 在此背景下课题组开始了该课题的研究。该课题的主要研究目标是，“主要在电子加速和离子加速两个方面先采用30TW飞秒激光系统产生的激光等离子加速电子得到高性能的高能电子束，电子能量达到100MeV以上，重点是减小电子束的能量和方向发散度，提高电子束的稳定性和重复性，利用较低能量激光获得400keV的质子源。再用100TW量级或更高功率飞秒激光系统加速电子、质子，掌握利用现有条件使电子能量达GeV量级，甚至10GeV，质子能量达到几个到十几个MeV的实验方法。”四年后回顾，当时设定的目标是比较高的。但课题组通过不懈的努力实现了预期的研究目标，利用毛细管增加加速距离，电子最高能量达到1.4GeV，创国际新高；利用高对比度100TW激光进行质子加速实验，测得最高质子能量为7MeV。 该技术面向上海及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

适用于先进制造与自动化相关行业的企业技术升级、新产品开发与产学研合作，帮助上海及周边企业快速获取高校院所科研成果并推动产业化落地。