强流粒子束与激光研究室：传承王淦昌精神 发展强激光事业

葛慧颖

“科学没有国界，但科学家有自己的祖国。现在我的祖国正在遭受苦难，我要回到祖国去，为她服务！”

——王淦昌

在中国原子能科学研究院的中心花园里，一位科学巨匠——王淦昌先生的铜像静静地伫立。每当从铜像前经过，王淦昌先生那句斩钉截铁的“我愿以身许国”都仿佛响彻耳畔，无时无刻鞭策着每一位核物理人“心有大我、至诚报国”。

在北京的中国原子能科学研究院中，有一栋非常朴素低调的二层建筑，核物理研究所强流粒子束与激光研究室（以下简称“强流粒子束与激光研究室”）就位于这里。自1978年由王淦昌先生创建以来，历经四十载风雨，研究室已经成为一个以开展氟化氪准分子激光驱动器技术、高功率激光等离子体物理、飞秒超快激光技术、激光核物理以及激光光谱技术等为主的激光综合研究室，主要承担国家863、国家973、国防预研及国家自然基金等项目，拥有自主研发的国内最大型氟化氪准分子激光装置——“天光一号”和10TW超快激光装置。

在这里，有良好的科研氛围和先进的实验设备，有一支勇于探索、攻坚克难的科研团队，更重要的是，这里传承着“以身许国”的王淦昌精神，经久不息……

岁月更迭，自强不息，激光事业蓬勃发展

20世纪人类步入了原子能时代，对于组成物质的原子及其核结构的认识有了突飞猛进的进展。1964年，世界上第一台激光器问世不久，王淦昌先生便以科学家的远见卓识写下了《利用大能量大功率的光激射器（即激光）产生中子的建议》，在我国最早提出了激光聚变的概念，而这一设想，正是当代国际物理学界深入研究的惯性约束聚变科学概念的雏形。

1978年，王淦昌先生从九院调任二机部任副部长兼原子能所所长，根据国内外的发展情况，创造性地提出了在原子能研究所开展核聚变研究的建议，并具体地提出电子束惯性约束核聚变的研究方向。在他的提议下，以王乃彦院士为首的18名志愿者组成了电子束惯性约束聚变研究小组，也就是强流粒子束与激光研究室的前身。虽然面对的是一个崭新的、陌生的领域，但是这些老一辈科研工作者们没有丝毫犹豫，立即投入到加速器的物理设计及研发工作之中。后来，这18名志愿者被大家爱称为“十八条枪”。

1981年，王乃彦小组设计建造的1MV、80GW强流脉冲相对论电子束加速器建成，并立即投入强流电子束与靶相互作用的实验研究中。这台加速器不仅是国内首创，在当时国际同类别加速器中也属先进水平，为电子束惯性约束聚变和后期开展的电子束泵浦氟化氪激光惯性约束聚变研究提供了有力的工具。

1985年，在基本明确电子束与靶物质相互作用机制的情况下，王淦昌先生以敏锐的科学洞察力，否定了电子束作为聚变驱动器的可能，及时将研究方向转向氟化氪激光聚变研究，将原有的强流电子加速器改建成电子束泵浦的氟化氪激光器，并亲自命名为“天光”。“宇泰定者，发乎天光”，在探寻真理的道路上要坚守本心，方可显现智慧之光，有所进展，有所突破。

经过研究室科研工作者的不断努力，1990年，研究室建成国内第一台百焦耳、电子束泵浦的氟化氪准分子激光器，标志着我国准分子激光研究步入了国际先进行列，研究室成为我国氟化氪准分子激光技术以及氟化氪激光惯性约束聚变研究的一个重要研究基地，并于1993年获得国家科学技术进步三等奖。

2000年，“天光一号”激光系统实现6束稳定运行，激光输出能量100J/23ns，靶上聚焦功率密度达到10¹²—10¹³W/cm²，于2002年获得国防科技一等奖。

2004年，“天光一号”激光装置采用无阶梯诱导空间非相干及像传递技术，靶上辐照均匀性优于2%，达到国际先进水平。

经过多年来的不断调整、不断优化，“天光一号”激光装置已成为激光物理综合实验平台，装置主要包括：氟化氪激光前端、一级放电泵浦激光放大器、两级电子束激光放大器、6路角多路光学系统、高真空靶室、复合打靶系统及时间同步、诊断测量系统等。可开展激光惯性约束聚变物理、状态方程、空间碎片模拟等多领域研究，在我国高能量密度物理及航天器防护领域发挥了重要作用。

2012年，研究室建成基于啁啾脉冲放大技术（ CPA）的10TW超快激光装置并通过验收，装置可输出能量为300mJ、脉冲宽度为40fs的脉冲激光光束，经过聚焦后的靶面激光功率密度可以达到1.3×10¹⁸W/cm²。目前，科研人员们在10TW激光装置上已经或正在开展激光束靶相互作用产生超热电子、激光加速质子、激光核物理等国际前沿的科学研究及相关实验。

四十载风雨兼程，强流粒子束与激光研究室孜孜以求、精進不休，始终立足于强激光技术的科技前沿，在王淦昌、王乃彦等老一辈科研工作者的巨大精神财富和科学成就指引下，肩负时代重任，不忘初心，继续“十八条枪”的热血事业。静心沉潜，初心未改，科研工作跨步向前

经过40年的不断积累、不断发展，强流粒子束与激光研究室已成为面向激光领域基础及应用基础研究前沿的综合性研究室，重点围绕氟化氪激光及高能量密度物理、飞秒超快激光技术、激光核物理、激光光谱技术等领域开展研究。

氟化氪激光及高能量密度物理方面，依托“天光一号”装置，充分利用氟化氪激光波长短（与物质相互作用能量耦合效率高）、光束均匀性好（有效减小不稳定性）的突出优点，通过高能量激光照射物质表面，产生高度高密度等离子体环境。由于等离子体膨胀及烧蚀物质的喷射，会产生持续的压力，甚至形成冲击波，可压缩物质到更高密度，也可推动物质进行超高速运动，基于此种特性，研究室成员开展了材料高压状态方程与冲击动力学特性、空间碎片模拟发射技术、激光直接驱动准等熵压缩、高能量密度物理等研究。激光驱动的超高速飞片可模拟空间环境中的航天器碎片，开展碎片撞击实验，为航天器防护材料及防护结构研究提供实验支持;利用天光装置的高能量纳秒激光产生高温度高密度等离子体，可以开展等离子体环境下相关核反应研究。目前，研究人员已成功研制可见光侧向阴影照相、成像型激光速度干涉仪等诊断系统。

飞秒超快激光技术方面，研究室于1998年建立了国内第一套基于氟化氪激光技术的紫外超快激光装置，开展了紫外超快激光放大和激光靶物理等多项研究工作;基于啁啾脉冲放大技术的钛宝石红外超快激光装置，开展了激光等离子体相互作用加速粒子等一系列实验研究，目前装置正在进行升级工作，利用XPW技术对系统的脉冲时域对比度进行有效提升，将系统升级至15TW，有望开展新型超短高亮度太赫兹技术研究、高能量高次谐波研究、超短激光振荡器等激光技术研究，为未来发展提供技术储备。

激光核物理是一个全新的前沿交叉领域。目前，強流粒子束与激光研究室已经启动了激光核物理实验平台关键技术研究，该装置对于开展铁以上重元素的天体合成、奇特原子核基本性质研究等重大基础科学前沿，满足同核异能素新储能方式、伽玛驱动核嬗变等重大需求具有重要意义。

在激光光谱技术方面，强流粒子束与激光研究室开展了激光空间偏移拉曼光谱研究、激光荧光光谱研究以及激光等离子体光谱研究。激光空间偏移拉曼光谱作为新型拉曼光谱技术，具有无损、快速识别不透明介质内部隐藏成分的优势，研究团队已建立了激光空间偏移拉曼光谱探测系统，并成功实现了6mm塑料内部样品的检测，有望在违禁品爆炸物检测、生物活体诊断、肿瘤识别、药品检测等方面开展一系列应用研究。针对目前亟待解决的雾霾问题，研究室成员利用激光等离子体光谱技术，建立了激光等离子体光谱实时分析气溶胶颗粒物成分的演示装置，经过优化改进，有望实现大气颗粒物成分及含量的实时监测，同时，该项技术在核材料检测方面也具有独特优势，相关研究工作正在开展。

精诚协作，团结进取，续写激光事业新篇章

40年来，强流粒子束与激光研究室的研究人员始终以王淦昌、王乃彦等老一辈科学家为榜样，弘扬“以身许国”的科研精神，在多项科研工作中取得重要成果，培养了一批基础扎实、经验丰富、具有高度责任心、富于协作精神的人才。

强流粒子束与激光研究室一方面重视发挥经验丰富的老同志的业务优势，另一方面注重青年科研人员的培养。通过“传帮带”，老同志们总是毫无保留地将自己的知识和宝贵的经验传授给青年同志。言传身教，耳濡目染。青年同志很快就进入了良好的科研状态，许多青年同志已经逐渐成为了研究室的骨干力量，在多项重要科研项目中承担着重要工作。2018年，研究室的青年同志通过不断攻坚克难，解决了“天光一号”激光装置性能问题，保障科研工作的顺利完成，获评中国核工业集团公司“金牌青年突击队”称号。

研究室共有三个课题组，组与组之间时常进行各种学术方面的交流与讨论。当有同事在工作中遇到困难时，常常在室例会上与大家交流讨论、共同出谋划策，通过这种群策群力的方式，解决了很多科研难题。在生活上，研究室如同一个大家庭，成员们同甘苦、共患难。如果有同事在生活上遇到了困难，大家会伸出双手去帮他渡过难关;如果有同事生病住院，大家就自发轮流去探望照顾，带去集体的温暖……这样的小事不胜枚举，却无不体现着研究室全体成员“心往一处拧，劲往一处使”的良好的团队协作精神和强大的凝聚力。

强流粒子束与激光研究室成员们将立足“强军兴核”的使命重任，竭诚奉献，攻坚克难，继承王淦昌先生的精神和意志，秉承“以身许国、敢为人先、严谨求实”的四〇一精神，锐意进取，砥砺前行，在振兴强激光事业的道路上奋斗不止。

“云山苍苍，江水泱泱，先生之风，山高水长。”王淦昌先生的铜像静静地伫立着。先生目光炯炯，眼神深邃。那智慧的光芒穿越时空，照亮了后继者们上下求索的道路。

锲而不舍，驰而不息。因为，他们始终牢记，王淦昌先生等老一辈科学家来时的路，以及要去的方向;他们始终铭记，夜空中那颗名叫“王淦昌”的星，在时间与空间的无垠维度里，永远熠熠闪耀。