項(xiàng)目名稱(chēng)： 極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿與應(yīng)用開(kāi)拓 首席科學(xué)家： 李儒新 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所 起止年限： 托部門(mén)： 中國(guó)科學(xué)院 二、預(yù)期目標(biāo) 本項(xiàng)目的總體目標(biāo) ： 開(kāi)拓極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重 要 前沿與應(yīng)用，選擇極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光創(chuàng)新發(fā)展、極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用的新效應(yīng)新物理、阿秒科學(xué)前沿開(kāi)拓與強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制、超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高性能高能粒子束的產(chǎn)生及其應(yīng)用開(kāi)拓、以及基于強(qiáng)場(chǎng)超快激光的精密測(cè)量與精密光譜學(xué)等中的重大科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)研究，取得具有重要國(guó)際 影響的 系統(tǒng)并重大的 原創(chuàng)性 研究成果，為 這一新興學(xué)科 領(lǐng)域的形成與發(fā)展作出中國(guó)學(xué)者的重要貢獻(xiàn)，在國(guó)際上占有重要一席之地并推動(dòng)國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略高技術(shù)與交叉學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。 通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，要在隊(duì)伍建設(shè)和人才培養(yǎng)方面取得顯著業(yè)績(jī)。凝聚與組織我國(guó)在本領(lǐng)域中的人才隊(duì)伍，并全力培養(yǎng)優(yōu)秀年輕人才，形成創(chuàng)新能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、團(tuán)結(jié)協(xié)作、相對(duì)穩(wěn)定的研究隊(duì)伍。 通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施， 也要 在我國(guó)建立具有自主創(chuàng)新特色和國(guó)際一流水平的極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)研究基地，成為開(kāi)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)高水平研究的基地，開(kāi)展高層次國(guó)際交流與合作研究的基地 、以及 吸引與培養(yǎng)優(yōu)秀人才的基地，進(jìn)入國(guó)際上本領(lǐng)域的最前列。 五年預(yù)期目標(biāo) ： (1) 瞄準(zhǔn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)前沿與應(yīng)用開(kāi)拓需求，探索解決創(chuàng)建極端強(qiáng)光場(chǎng)(1023W/超高對(duì)比度 (109極端超快（近單周期）、可調(diào)諧與新波段（如 1-5m 中紅外新波段）、時(shí)空特性（如載波包絡(luò)相位）穩(wěn)定可控等全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題；進(jìn)一步提升 瓦 , 1015W）級(jí)超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)整體性能，解決應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等中涉及的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，建立具有自主創(chuàng)新特色和國(guó)際一流水平的極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。 (2) 揭示強(qiáng)場(chǎng)甚至極端強(qiáng)場(chǎng)、超快乃至極端超快等全新強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件下的光與物質(zhì)相互作用（重點(diǎn)如：極端強(qiáng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)相對(duì)論性激光與物質(zhì)相互作用、周期量級(jí)乃至單周期的超快強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì)的極端非線性相互作用、中紅外新波段強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì)相互作用等）的新效應(yīng)新物理，建立并 發(fā)展 相關(guān)的新概念新理論。 (3) 實(shí)現(xiàn) “水窗 ”波段 和光子能量大于 1高亮度阿秒 相干 光源；實(shí)現(xiàn)亞飛秒時(shí)間尺度和原子級(jí)空間尺度內(nèi)實(shí)時(shí)觀測(cè)和控制電子動(dòng)力學(xué)行為；多電子弛豫過(guò)程，電子重排，電子 示有重要意義的化學(xué) 反應(yīng)的電子動(dòng)力學(xué)物理本質(zhì)。探索阿秒脈沖作用下電子動(dòng)力學(xué)新規(guī)律及其應(yīng)用。 (4) 研究并解決超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高性能高能電子與離子束及其重要應(yīng)用涉及的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。獲得高性能 高能 電子束，并將超大電荷量、超短脈寬的高能電子束轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)強(qiáng) X 光源；利用 加速機(jī)制獲得 10級(jí)的高性能質(zhì)子束，探索產(chǎn)生能量 200上準(zhǔn)單能質(zhì)子束的加速 新機(jī)制 ，演示質(zhì)子束在成像、聚變、產(chǎn)生醫(yī)用同位素等方面的重要應(yīng)用。理論上探索 100至 量的質(zhì)子加速。開(kāi)拓光核物理、強(qiáng)場(chǎng) 應(yīng)等新前沿新方向。 (5) 發(fā)展光場(chǎng)時(shí) 控制拓展到強(qiáng)場(chǎng)超快、超短波段、極端超快與高度非線性過(guò)程等范疇的新機(jī)制；基于強(qiáng)場(chǎng)超快精密控制，發(fā)展強(qiáng)場(chǎng)超快精密光譜學(xué)新概念與新原理以及超短波段精密測(cè)量的新方法與新技術(shù)，提高分辨率、精度和靈敏度法；開(kāi)拓強(qiáng)場(chǎng)超快精密光譜學(xué)的新學(xué)科前沿，如超短波長(zhǎng)與非線性光梳精密光譜學(xué)，并探索其重要應(yīng)用；發(fā)展分子振轉(zhuǎn)指紋光譜靈敏檢測(cè)新技術(shù)方法。 人才培養(yǎng)計(jì)劃 ： 本項(xiàng)目將依托于各承擔(dān)單位的有關(guān)國(guó)家或部委級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與研究基地，將培養(yǎng)和凝聚本研究領(lǐng)域國(guó)際一流人才作為項(xiàng)目人才培養(yǎng)計(jì)劃的重點(diǎn)，有針對(duì)性地培養(yǎng)與造就一流人才，形成一批年齡和 專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)合理，創(chuàng)新能力強(qiáng)、有團(tuán)隊(duì)精神和凝聚力，有活力的創(chuàng)新群體，并強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)的交叉與融合 , 形成合力攻關(guān)的優(yōu)勢(shì)。培養(yǎng)出若干名在國(guó)際同行學(xué)術(shù)界有 較大 學(xué)術(shù) 影響 的年輕科學(xué)家與優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人。 在研究生培養(yǎng)方面，本項(xiàng)目將積極培養(yǎng)高質(zhì)量青年人才，為我國(guó)極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿與應(yīng)用開(kāi)拓領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展提供人才基礎(chǔ)。 三、研究方案 學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑 ： 極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿與應(yīng)用開(kāi)拓是現(xiàn)代物理學(xué)乃至現(xiàn)代科學(xué)中的 重要 前沿 研究 領(lǐng)域，具有很強(qiáng)的基礎(chǔ)性與探索性，實(shí)驗(yàn)研究與理論研究必須緊密結(jié)合并同時(shí)布局。極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué) 研究的核心是探索與揭示極端強(qiáng)光場(chǎng)、極端超快等極端物理?xiàng)l件下的相互作用新現(xiàn)象、新規(guī)律，并建立相關(guān)的新概念、新理論。同時(shí)，將這些新概念、新原理及由此發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)與新方法運(yùn)用到 阿秒科學(xué)前沿開(kāi)拓與強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制、超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高性能高能粒子束的產(chǎn)生及其應(yīng)用開(kāi)拓、基于強(qiáng)場(chǎng)超快激光的精密測(cè)量與精密光譜學(xué)中的前沿科學(xué)問(wèn)題 等前沿研究中去。而作為極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)研究的前提，又必須持續(xù)促進(jìn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光自身的創(chuàng)新發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)越來(lái)越高層次的強(qiáng)場(chǎng)、超快等極端物理?xiàng)l件提供可能。本建議項(xiàng)目擬開(kāi)展的上述幾方面的研究?jī)?nèi)容，構(gòu)成了一 個(gè)相輔相成、互相聯(lián)系的有機(jī)整體。 本建議項(xiàng)目第一階段的實(shí)驗(yàn)研究，主要是利用已經(jīng)或?qū)⒔⒌亩喾N量級(jí)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的小型化強(qiáng)場(chǎng)超快激光系列實(shí)驗(yàn)裝置，重點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件下激光與物質(zhì)相互作用中的新現(xiàn)象、新規(guī)律的探索研究以及在相關(guān)高技術(shù)領(lǐng)域與交叉學(xué)科中的前沿基礎(chǔ)研究；本建議項(xiàng)目的第二階段，將在極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光創(chuàng)新發(fā)展基礎(chǔ)上，創(chuàng)造更高量級(jí)的極端強(qiáng)場(chǎng)超快、脈寬接近單 個(gè)光 周期以及新波段可調(diào)諧的強(qiáng)場(chǎng)超快條件，從而在更高層次上進(jìn)行極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)的高度非線性和相對(duì)論性 、甚至強(qiáng)相對(duì)論性 相互作用的實(shí)驗(yàn)及相應(yīng)理論 研究。同時(shí)，本建議項(xiàng)目也將積極發(fā)揮各個(gè)承擔(dān)單位建立或計(jì)劃建立的各種量級(jí)或具有特殊性能的強(qiáng)場(chǎng)超快激光裝置在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與交叉學(xué)科前沿研究中的重要作用。 本建議項(xiàng)目將組織激光科學(xué)、原子分子物理 、等離子體物理、 核物理 、 化學(xué) 、材料科學(xué) 等多學(xué)科的交叉綜合研究，由中科院上海光機(jī)所為主持單位，充分發(fā)揮華東師范大學(xué)、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、北京大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所、華中科技大學(xué)、山東師范大學(xué)等參加單位的學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì) (特別是有關(guān)單位的交叉學(xué)科優(yōu)勢(shì) )，充分利 用已有的工作基礎(chǔ)及國(guó)家級(jí)或部委級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的條件，分工協(xié)作，共同完成。 取得重大突破的可行性分析 本項(xiàng)目的依托單位中科院上海光機(jī)所主持并 中國(guó) 原子能科學(xué)研究院、華東師范大學(xué)、北京大學(xué)、天津大學(xué)、中物院等參加共同承擔(dān)的國(guó)家 973 計(jì)劃項(xiàng)目 “超強(qiáng)超短激光科學(xué)中若干重要前沿問(wèn)題 ”和 “超強(qiáng)超短激光與強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)中若干重大挑戰(zhàn)性問(wèn)題 ”，以及本項(xiàng)目各承擔(dān)單位在 “十五 ”、 “十一五 ”期間承擔(dān)的與本項(xiàng)目領(lǐng)域有關(guān)的其他各種類(lèi)型國(guó)家級(jí)與部委、中科院級(jí)的一系列重要科研項(xiàng)目，都已按計(jì)劃圓滿(mǎn)完成或即將完成，取得了顯著的研究進(jìn)展與重要突破。 上述項(xiàng)目的成功實(shí)施，為本項(xiàng)目的立項(xiàng) 與實(shí)施 奠定了優(yōu)良的工作基礎(chǔ)。例如，已優(yōu)秀完成的 1999 年首批立項(xiàng)的國(guó)家 973計(jì)劃重要科學(xué)前沿項(xiàng)目 “超強(qiáng)超短激光科學(xué)中若干重要前沿問(wèn)題 ”（項(xiàng)目首席科學(xué)家：徐至展，首席科學(xué)家助理：李儒新，項(xiàng)目執(zhí)行期限： 以及正在順利實(shí)施，已取得重大突破性進(jìn)展并即將成功完成的 2006 年立項(xiàng)的國(guó)家973計(jì)劃重要科學(xué)前沿項(xiàng)目（項(xiàng)目首席科學(xué)家：徐至展，首席科學(xué)家助理：李儒新，項(xiàng)目執(zhí)行期限： 經(jīng)過(guò)十年多的研究，取得了系統(tǒng)性并重大創(chuàng)新研究成果 ，建立了先進(jìn)的研究基地，形成了很強(qiáng)的研究隊(duì)伍。 本項(xiàng)目的依托單位中科院上海光機(jī)所還成功實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)性原理探索與工程性技術(shù)實(shí)施的結(jié)合，在 原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并開(kāi)拓發(fā)展，以及基于 鍵單元技術(shù)與總體集成等方面，取得了創(chuàng)國(guó)際最高水平并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列重大創(chuàng)新性成果，瓦 /120 飛秒級(jí) 強(qiáng)超短激光系統(tǒng)，獲得 2004 年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。在基于 理的小型化超強(qiáng)超短激光的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展方面，上海光機(jī)所也成功解決了一系列關(guān)鍵科學(xué)技術(shù) 問(wèn)題，先后建成了達(dá)到國(guó)際一流水平的16太瓦 /23太瓦 /120太瓦 /36飛秒級(jí)等小型化 述激光裝置能為實(shí)驗(yàn)研究提供聚焦光強(qiáng)達(dá)到 1018 1021W/有優(yōu)秀光束質(zhì)量或特殊時(shí)空輪廓的超強(qiáng)超短激光輸出，創(chuàng)建了相對(duì)論性強(qiáng)場(chǎng)超快極端條件。近 年 在上述創(chuàng)新成果基礎(chǔ)上，上 海光機(jī)所通過(guò)進(jìn)一步創(chuàng)新，精心設(shè)計(jì)，建成國(guó)際最高峰值功率和最短脈寬的飛秒拍瓦級(jí)（ 寶石超強(qiáng)超短脈沖激光系統(tǒng)。應(yīng)用該激光系統(tǒng) ，在臺(tái)式化激光聚變和高亮度中子源產(chǎn)生方面已取得具有國(guó)際領(lǐng)先水平的重要物理實(shí)驗(yàn)成果。 另外，華東師范大學(xué)、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、北京大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、山東師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所和華中科技大學(xué)等單位在極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué) 重要 前沿與應(yīng)用開(kāi)拓研究或有關(guān)的交叉學(xué)科領(lǐng)域研究方面，也分別具有各自突出的學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)和雄厚的工作基礎(chǔ)。上述不少單位相繼建立或計(jì)劃建立的各種量級(jí)與層次或具有特殊性能特征的極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光裝置，同樣為本項(xiàng)目的研究提供了有力的基礎(chǔ)。 總之， 本項(xiàng)目無(wú)論是從研究?jī)?nèi)容與方案的選擇還是已具備的實(shí)驗(yàn)條件與工作基礎(chǔ)，都表明具有很強(qiáng)的可行性。 創(chuàng)新點(diǎn)與特色： 本項(xiàng)目擬研究的主要內(nèi)容是國(guó)際上近年提出并剛開(kāi)始探索或者是我們首先提出的極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿與應(yīng)用開(kāi)拓中最具挑戰(zhàn)性的 關(guān)鍵科學(xué)技術(shù) 問(wèn)題，具有 顯著 的創(chuàng)新性與特色。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)敘述如下： (1) 在 極端強(qiáng)場(chǎng)超快 激光持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展中的重大科學(xué)技術(shù)問(wèn)題研究方面， 本項(xiàng)目將主要探索解決在提供超強(qiáng)光場(chǎng) (1023W/ 超高對(duì)比度 (109 全新極端強(qiáng)場(chǎng)物理?xiàng)l件， 開(kāi)拓與發(fā)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性等精密操控的新方法新技術(shù)， 并進(jìn)一步提升 瓦 , 1015W）級(jí)超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)整體性能，建立具有自主創(chuàng)新特色和國(guó)際一流水平的極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。這是當(dāng)前極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用開(kāi)拓領(lǐng)域的重大前沿。 我們將進(jìn)一步開(kāi)拓與創(chuàng)新發(fā)展 方法，立足中國(guó)已具有的特色和優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)研究可定標(biāo)放大的 實(shí)現(xiàn) 激光脈沖超高對(duì)比度的新原理、新技術(shù)； 位、時(shí)空與光譜匹配效應(yīng)；在高功率下獲得聚焦能力接近理論極限的超高強(qiáng)度超短脈沖激光光束的新方法；創(chuàng)新發(fā)展對(duì)強(qiáng) 場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性的整形控制新方法，探索極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光持續(xù) 創(chuàng)新 發(fā)展和性能突破的新途徑。同時(shí)探索解決創(chuàng)建極端超快（近單周期）、可調(diào)諧與新波段（如 1-5m 中紅外新波段等）等全新強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題， 重點(diǎn)開(kāi)展新波段寬帶脈沖 放大新原理新技術(shù)；高效率寬帶頻率變換技術(shù)和基于新型激光增益介質(zhì)的全固態(tài)激光新技術(shù)研究； 研究新波段、特別是 1-5m 中紅外新波段可調(diào)諧飛秒激光脈沖產(chǎn)生 、 放大 與壓縮 的新原理、新技術(shù)； 寬帶較大能量近單周期極端超快脈沖壓縮和色散補(bǔ)償?shù)男录夹g(shù)新方法；發(fā)展 定的 超短脈沖高效率放大和壓縮的新原理新技術(shù)；穩(wěn)定、測(cè)量與控制載波包絡(luò)位相 (時(shí)域、頻域和空間特性的操控新方法 ； 基于光子晶體光纖的飛秒強(qiáng)激光研究； 紫外波段亞飛秒 激光脈沖產(chǎn)生研究 等 。 (2) 在極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)的高度非線性與相對(duì)論性相互作用研究方面， 盡管目前對(duì)高度非線性與相對(duì)論性已起主導(dǎo)作用的超強(qiáng)超短激光與物質(zhì)的相互作用得到了許多重要研究結(jié)果，但很多新現(xiàn)象、新規(guī)律還有待發(fā)現(xiàn)，至于系統(tǒng)的理論更遠(yuǎn)未建立。特別是國(guó)際上僅有很少量研究推進(jìn)到光強(qiáng)達(dá)到102122W/強(qiáng)相對(duì)論相互作用的全新范疇，真正的超高強(qiáng)度相 互作用的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究更少，該領(lǐng)域總體上仍處于學(xué)科發(fā)展的初期階段。其次，脈寬為周期量級(jí)甚至接近單周期的超快強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì)極端非線性相互作用的研究也是當(dāng)前的科學(xué)前沿與熱點(diǎn)，即使是脈寬接近單周期的極端超快強(qiáng)場(chǎng)激光產(chǎn)生及其載波包絡(luò)位相的穩(wěn)定與控制都還是國(guó)際上公認(rèn)的難點(diǎn)熱點(diǎn)研究課題。此外，近年來(lái)可調(diào)諧中紅外波段的強(qiáng)場(chǎng)超快激光源的出現(xiàn)，開(kāi)辟了強(qiáng)場(chǎng)物理領(lǐng)域中迄今仍很少探索過(guò)的參量空間，為開(kāi)拓強(qiáng)場(chǎng)相互作用新效應(yīng)、新物理及新應(yīng)用提供了新機(jī)遇。強(qiáng)場(chǎng)超快激光非線性成絲以及強(qiáng)場(chǎng)超快激光操控與表征凝聚態(tài)物質(zhì)微納結(jié)構(gòu)也是目前國(guó)際上的重 要科學(xué)前沿，并已交叉滲透到一系列科學(xué)領(lǐng)域，如太赫茲科學(xué)、納米科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)等，產(chǎn)生了不可忽視的重要推動(dòng)。本項(xiàng)目擬進(jìn)行的上述領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)與理論研究，顯然孕育著突破傳統(tǒng)物理學(xué)、特別是傳統(tǒng)非線性光學(xué)框架的原始創(chuàng)新。 (3) 在阿秒科學(xué)前沿開(kāi)拓與強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制等研究方面， 雖然人類(lèi)已由飛秒時(shí)代邁向阿秒時(shí)代，但已實(shí)現(xiàn)的阿秒相干光源脈沖寬度基本上還屬于亞飛秒級(jí)，光源強(qiáng)度還要提高以滿(mǎn)足非線性過(guò)程研究的需要，一些關(guān)鍵物理問(wèn)題和應(yīng)用開(kāi)拓亟待突破。本項(xiàng)目將研究產(chǎn)生更短脈寬、更高光子能量與更高亮度的阿秒相干光源中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與 亞周期時(shí)間尺度內(nèi)的強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制，如小于 100阿秒的脈沖，“水窗”波段 和光子能量大于 1秒脈沖的產(chǎn)生、表征，阿秒時(shí)間尺度的分子結(jié)構(gòu)演化與電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程等。重點(diǎn)是探索更短時(shí)間尺度與更高光子能量的阿秒相干光源的產(chǎn)生以及原子分子中電子的亞飛秒乃至阿秒時(shí)間尺度的量子相干控制等。 實(shí)現(xiàn)亞飛秒時(shí)間尺度和原子級(jí)空間尺度內(nèi)實(shí)時(shí)觀測(cè)和控制電子動(dòng)力學(xué)行為； 在 多電子弛豫，電子重排，電子 示有重要意義的化學(xué)反應(yīng)的電子動(dòng)力學(xué)物理本質(zhì)。 (4) 在相位空間超高密度高能電子與離子束的產(chǎn) 生及其應(yīng)用開(kāi)拓方面，本項(xiàng)目擬研究并解決超強(qiáng)光場(chǎng)產(chǎn)生相位空間超高密度高性能高能粒子束及其重要應(yīng)用涉及的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，獲得高性能 高能 電子束并實(shí)現(xiàn)超大電荷量、超短脈寬高能電子束到優(yōu)質(zhì)強(qiáng) 探索 產(chǎn)生 200制 及其應(yīng)用等 。 雖然國(guó)際上已在厘米級(jí)的加速長(zhǎng)度上獲得了 散度小的具有較高相位空間密度的高性能高能電子束；在離子加速方面，也已成功實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)單能 幾十 利用光壓加速機(jī)制獲得了幾百 在獲得相位空間 超高 密度高能電子與離子束 以及 開(kāi)拓應(yīng) 用到聚變能源、核醫(yī)學(xué)等方面仍有許多亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本項(xiàng)目擬開(kāi)展的上述研究，可能實(shí)現(xiàn)重大自主創(chuàng)新。另外超高對(duì)比度、近衍射極限聚焦的紫外、近紅外超強(qiáng)超短脈沖激光在粒子加速等方面有著重要的應(yīng)用。 (5) 在基于強(qiáng)場(chǎng)超快激光的 精密測(cè)量與 精密光譜學(xué)的開(kāi)拓等研究方面， 本項(xiàng)目擬開(kāi)拓與發(fā)展強(qiáng)場(chǎng)超快、超短波長(zhǎng)與極端超快等全新極端物理?xiàng)l件下 光場(chǎng)時(shí) 新技術(shù) 新機(jī)制，發(fā)展強(qiáng)場(chǎng)超快精密光譜學(xué)新概念以及超短波段精密測(cè)量的新方法， 探索 非線性光梳精密光譜學(xué)等新前沿 。 光場(chǎng)精密控制拓展到強(qiáng)場(chǎng)超快范疇必須解決一系列在弱場(chǎng)精 密控制中前所未見(jiàn)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，強(qiáng)場(chǎng)超快 激光 與物質(zhì)高度非線性相互作用，表現(xiàn)出一系列新的物理效應(yīng)和物理規(guī)律。精密光譜與精密測(cè)量拓展到強(qiáng)場(chǎng)超快、超短波段、極端超快與高度非線性過(guò)程等范疇，將為精密光譜學(xué)和精密測(cè)量提供新概念與新方法，開(kāi)辟出新學(xué)科前沿。 課題設(shè)置 本項(xiàng)目選擇極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿與應(yīng)用開(kāi)拓進(jìn)行研究，擬設(shè)置的 5項(xiàng)研究課題如下： (1) 極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光創(chuàng)新發(fā)展中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題； (2) 極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用的新效應(yīng)新物理； (3) 阿秒科學(xué)前沿開(kāi)拓與強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制； (4) 超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高性能高能粒子束的產(chǎn)生及其 應(yīng)用開(kāi)拓； (5) 基于強(qiáng)場(chǎng)超快激光的精密測(cè)量與精密光譜學(xué)中的前沿科學(xué)問(wèn)題 。 各課題的主要研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)、承擔(dān)單位、課題負(fù)責(zé)人及課題在整個(gè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)中所占比例等分述如下： 課題 1、極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光創(chuàng)新發(fā)展中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題 預(yù)期目標(biāo)： 瞄準(zhǔn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)前沿與應(yīng)用開(kāi)拓需求，探索解決創(chuàng)建極端強(qiáng)場(chǎng)(1023W/超高對(duì)比度 (109極端超快（近單周期）、可調(diào)諧與新波段（如1-5m 中紅外新波段）、時(shí)空特性（如載波包絡(luò)相位）穩(wěn)定可控等全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題；進(jìn)一步提升 拍瓦 , 1015W）級(jí)超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)整體性能，解決應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等中涉及的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，建立具有自主創(chuàng)新特色和國(guó)際一流水平的極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。 研究?jī)?nèi)容： 瞄準(zhǔn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿應(yīng)用的需求，探索解決創(chuàng)建極端強(qiáng)光場(chǎng) (1023W/超高對(duì)比度 (109全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，重點(diǎn)研究極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光主要性能（包括聚焦特性與時(shí)間對(duì)比度等）提升中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，如在高功率下獲得聚焦能力接近理論極限的超高強(qiáng)度超短脈沖激光光束的新方法，創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用基于 原理的可定標(biāo)放大的激光脈沖超高對(duì)比度提升的新原理、新技術(shù)，并研究涉及的空間色散管理、相位、時(shí)空與光譜匹配效應(yīng)；創(chuàng)新發(fā)展對(duì)強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性等精密操控的新方法新技術(shù)，探索極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光持續(xù)發(fā)展和性能突破的新途徑，為極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)尖端實(shí)驗(yàn)研究的需要?jiǎng)?chuàng)造先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展 1015W）級(jí)超強(qiáng)超短激光的關(guān)鍵單元與總體技術(shù)，提升系統(tǒng)整體性能，解決應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等中涉及的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，以及相關(guān)的激光性能診斷測(cè)試新技術(shù)等，促進(jìn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng) 用。 探索解決 創(chuàng)建極端超快（周期量級(jí)乃至近單周期量級(jí)）、可調(diào)諧與新波段（重點(diǎn)是 1-5全新強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，重點(diǎn)研究新波段寬帶極短脈沖源新原理新技術(shù)；高效率寬帶頻率變換技術(shù)和基于新型激光增益介質(zhì)的 全固態(tài)激光新技術(shù)研究； 研究新波段、特別是 1-5 放大 與壓縮 的新原理、新技術(shù)； 較大能量近單周期極端超快脈沖壓縮和色散補(bǔ)償?shù)男录夹g(shù)新方法；發(fā)展 定的超短脈沖高效率放大和壓縮的新原理新技術(shù)；穩(wěn)定、測(cè)量與控制載波包絡(luò)位相 (時(shí)域 、頻域和空間特性的操控新方法 ； 基于光子晶體光纖的飛秒強(qiáng)激光研究；紫外波段亞飛秒 激光脈沖產(chǎn)生研究 等 。 經(jīng)費(fèi)比例： 22% 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、天津大學(xué)、上海交通大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 冷雨欣 學(xué)術(shù)骨干： 梁曉燕、陸海鶴、王清月、陳險(xiǎn)峰 課題 2、極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用的新效應(yīng)新物理 預(yù)期目標(biāo)： 揭示極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用新效應(yīng)新物理，重點(diǎn)是更強(qiáng)光場(chǎng)條件的高度非線性與相對(duì)論效應(yīng)起主導(dǎo)作用的極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與重要形態(tài)物質(zhì)的相互作用新現(xiàn)象與新規(guī)律；進(jìn)一步開(kāi)拓超強(qiáng)光場(chǎng)極端條件下的強(qiáng)相對(duì)論性 相互作用新物理并周期量級(jí)乃至脈寬接近單周期的超快強(qiáng)場(chǎng)條件下的極端非線性相互作用新領(lǐng)域；開(kāi)拓與發(fā)展中紅外新波段強(qiáng)場(chǎng)物理新效應(yīng)新機(jī)制 ; 建立相關(guān)的新概念、新理論。 研究?jī)?nèi)容： 深入開(kāi)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用新效應(yīng)新物理的實(shí)驗(yàn)與理論研究，重點(diǎn)是 在 更強(qiáng)光場(chǎng)條件 揭示高度非線性與相對(duì)論性起主導(dǎo)作用的強(qiáng)場(chǎng)超快相互作用新效應(yīng)新規(guī)律，開(kāi)拓極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與原子、分子、團(tuán)簇、固體和等離子體等重要形態(tài)物質(zhì)的相互作用新現(xiàn)象與新規(guī)律，如探索極端強(qiáng)場(chǎng)超快條件下原子和分子的動(dòng)力學(xué)行為及集體效應(yīng)；深入研究極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與大尺寸團(tuán)簇、固體、等離子體等的相對(duì)論性甚至強(qiáng)相對(duì)論性相互作用新現(xiàn)象新物理，為探索產(chǎn)生臺(tái)式化核聚變高亮度中子源以及激光核聚變快（超快）點(diǎn)火新機(jī)制提供科學(xué)基礎(chǔ)；系統(tǒng)研究超快強(qiáng)場(chǎng)激光非線性成絲新效應(yīng)新應(yīng)用；開(kāi)拓強(qiáng)場(chǎng)超快激光操控與表征凝聚態(tài)物質(zhì)微納結(jié)構(gòu)交叉前沿等。 利用持續(xù)發(fā)展并建立的極端超快強(qiáng)場(chǎng)激光及其實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)，通過(guò)精密操控激光的時(shí)域、頻域、空間特性以及載波包絡(luò)位相（ ，深入進(jìn)行周期量級(jí)甚至脈寬接近單周期的激光與物質(zhì)的極端非線性相互作用的實(shí)驗(yàn)與相應(yīng)理論研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象新機(jī)制。 開(kāi)拓與發(fā)展長(zhǎng)波長(zhǎng)（如 1-5m 中 紅外）新波段并可調(diào)諧強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用中的新效應(yīng)新物理，如揭示相互作用波長(zhǎng)定標(biāo)律；驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生超短波長(zhǎng)超快相干輻射及開(kāi)拓新應(yīng)用等。 經(jīng)費(fèi)比例： 24% 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、華南理工大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 徐至展 學(xué)術(shù)骨干： 程亞、劉建勝、邱建榮、雷安樂(lè)、 徐晗、 陳京、柳曉軍 課題 3、阿秒科學(xué)前沿開(kāi)拓與強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制 預(yù)期目標(biāo)： 實(shí)現(xiàn) “水窗 ”波段 和光子能量大于 1現(xiàn)亞飛秒時(shí)間尺度和原子級(jí)空間尺度內(nèi)實(shí)時(shí)觀測(cè) 和控制電子動(dòng)力學(xué)行為；多電子弛豫過(guò)程，電子重排，電子 示有重要意義的化學(xué)反應(yīng)的電子動(dòng)力學(xué)物理本質(zhì)。探索阿秒脈沖作用下物質(zhì)的電子動(dòng)力學(xué)新規(guī)律及其應(yīng)用。 研究?jī)?nèi)容： 獲得更高強(qiáng)度、更高光子能量和更短脈寬的阿秒脈沖，如采用較長(zhǎng)波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)源、多周期雙色場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、準(zhǔn)相位匹配技術(shù)等。 開(kāi)拓高亮度短波長(zhǎng)阿秒相干光源的重要應(yīng)用，如 阿秒光譜學(xué)和 阿秒 電子譜學(xué)、阿秒非線性光學(xué) 等。 探索強(qiáng)場(chǎng)量子相干控制的新原理新機(jī)制，發(fā)展 亞周期時(shí)間尺度的激光脈沖整形技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)控制超寬帶光譜中每 個(gè)光譜分量的相位、振幅甚至偏振，獲得亞周期時(shí)間尺度可精密操控的超快強(qiáng)場(chǎng)。 實(shí)現(xiàn) 阿秒電子波包運(yùn)動(dòng) 的相干 控制，以及 原子與亞原子時(shí)空尺度的電子動(dòng)力學(xué) 過(guò)程 （如電子態(tài)的弛豫，演化與反應(yīng)等）的實(shí)時(shí)觀測(cè)與 強(qiáng)場(chǎng) 量子相干控制等。研究多電子弛豫過(guò)程，電子重排，電子 原子分子中多電子復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過(guò)程 。 開(kāi)展 超快強(qiáng)場(chǎng)中原子分子的 X 射線發(fā)射和相關(guān)的電子和離子三維動(dòng)量的探測(cè) 的研究 ， 以 阿秒時(shí)間尺度和原子級(jí)空間尺度分辨 能力探測(cè) 電子波 包 的空間結(jié)構(gòu)和演化 過(guò)程 ?；趶?qiáng)場(chǎng)和阿秒脈沖光場(chǎng)中電子波包的相干控制研究分子不同的反應(yīng)通道在 超快 強(qiáng) 場(chǎng)作用下的不同特征，以及不同通道間的相干特性， 實(shí)現(xiàn) 亞飛秒時(shí)間尺度內(nèi)分子演化過(guò)程 的 探測(cè)，揭示有重要意義的化學(xué)反應(yīng)的電子動(dòng)力學(xué)物理本質(zhì) ，并進(jìn)而 實(shí)現(xiàn)對(duì)分子的特定反應(yīng)通道的選擇和控制。 經(jīng)費(fèi)比例： 16% 承擔(dān)單位： 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、華中科技大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 李儒新 學(xué)術(shù)骨干： 陸培祥、曾志男、劉鵬、張敬濤、趙全忠 、鄭穎輝 課題 4、超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高性能高能粒子束的產(chǎn)生及其應(yīng)用開(kāi)拓 預(yù)期目標(biāo)： 研究并解決超強(qiáng)光場(chǎng)場(chǎng)產(chǎn)生高性能高能電子與離子束及其重要應(yīng)用中涉及的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)上獲得高性能 高能 電子束并將超 大電荷量、超短脈寬的高能電子束轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)的強(qiáng) X 光源；利用 光壓加速在實(shí)驗(yàn)上獲得10級(jí)的高性能質(zhì)子束，探索產(chǎn)生能量在 200上準(zhǔn)單能質(zhì)子束的加速 新機(jī)制 ， 探索 質(zhì)子束在成像、聚變能源 、核醫(yī)學(xué) 等方面的重要應(yīng)用。理論上探索 100時(shí)開(kāi)拓強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)的新前沿新方向，特別是相關(guān)的光核物理、強(qiáng)場(chǎng) 研究?jī)?nèi)容： 研究 超強(qiáng)光場(chǎng)產(chǎn)生相位空間超高密度高能電子束涉及的基礎(chǔ)物理問(wèn)題。主要是超大電荷量、超高電荷密度、超窄能譜寬度、超優(yōu)準(zhǔn)直性的高性能高能電子束的產(chǎn)生。重點(diǎn)研究超大焦斑 激光、多組束激光產(chǎn)生超高電荷量高能電子束，利用毛細(xì)管通道來(lái)增大加速距離等新設(shè)想。 研究 強(qiáng)場(chǎng)激光加速產(chǎn)生 高性能 離子束涉及的基礎(chǔ)物理問(wèn)題。主要是加速過(guò)程中的橫向不穩(wěn)定性問(wèn)題、激光能量到高能離子的能量轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題、靶設(shè)計(jì)與制備問(wèn)題、如何有效增加加速距離的問(wèn)題。重點(diǎn)研究超高對(duì)比度激光對(duì)納米薄膜靶的整體光壓穩(wěn)相加速，利用超強(qiáng)尾場(chǎng)或多級(jí)加速等來(lái) 提高 超高加速梯度下的有效加速長(zhǎng)度。 研究 高性能高能電子、離子束應(yīng)用中涉及的基礎(chǔ)物理問(wèn)題，主要是高能電子到 X 光的轉(zhuǎn)換、高能電子 與 質(zhì)子在稠密物質(zhì)中的傳輸與沉積特性、光核物理與 應(yīng) 。重點(diǎn)研究高能質(zhì)子束 在 制備放射性同位素， 癌癥治療和 聚變能源方面（如點(diǎn)火方式、靶丸診斷等）的應(yīng)用，超強(qiáng) 射線和夸克膠子等離子體的相互作用等。研究超高對(duì)比度紫外與近紅外等波段超強(qiáng)超短激光在驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高性能高能粒子束等重要應(yīng)用中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。重點(diǎn)是探索紫外與近紅外超短脈沖的超高對(duì)比度與聚焦性能的優(yōu)化。 經(jīng)費(fèi)比例： 22% 承擔(dān)單位 ： 中國(guó)原子能科學(xué)研究院、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所 課題負(fù)責(zé)人： 王乃彥 學(xué)術(shù)骨干： 湯秀章、陸元榮、沈百飛、余瑋 課題 5、基于強(qiáng)場(chǎng)超快激光的精密測(cè)量與精密光譜學(xué)中的前沿 科學(xué)問(wèn)題 預(yù)期目標(biāo)： 開(kāi)拓與發(fā)展 強(qiáng)場(chǎng)超快、超短波段、極端超快與高度非線性 等全新極端物理?xiàng)l件下 光場(chǎng)時(shí) 于強(qiáng)場(chǎng)超快精密控制，發(fā)展強(qiáng)場(chǎng)超快精密光譜學(xué)新概念新原理以及超短波段精密測(cè)量的新方法新技術(shù)，提高分辨率、精度和靈敏度法；開(kāi)拓強(qiáng)場(chǎng)超快精密光譜學(xué)的新學(xué)科前沿，如超短波長(zhǎng)與非線性光梳精密光譜學(xué)，并探索其重要應(yīng)用；發(fā)展分子振轉(zhuǎn)指紋光譜靈敏檢測(cè)新技術(shù)方法。 研究?jī)?nèi)容： 光場(chǎng)精密控制對(duì)于研究光與物質(zhì)相互作用以及提高精密光譜的分辨率、精度和靈敏度具有重要意義。本課題擬探索強(qiáng)場(chǎng)超快激光精密控制的新機(jī)制，研究精密操控超強(qiáng)超短激光與物質(zhì)高度非線性相互作用的新物理效應(yīng)及其在精密光譜與精密測(cè)量中的應(yīng)用。具體包括：（ 1）發(fā)展高功率飛秒光梳放大新技術(shù)，探索高功率光梳放大過(guò)程中高精度是否能夠保持，深入研究在高功率放大、傳遞過(guò)程中載波包絡(luò)相位附加噪聲的影響，并對(duì)其進(jìn)行操控，實(shí)現(xiàn)飛秒光梳高功率放大中相位噪聲抑制，獲得高重復(fù)頻率、高平均功率、時(shí)頻域精密控制的近紅外波段飛秒光學(xué)頻率梳；（ 2）基于高功率飛秒光梳，實(shí)現(xiàn)光梳精密光譜科學(xué)與技術(shù)從線性到非線性以至于高階非線性的光梳精密光譜學(xué)的跨代發(fā)展；實(shí)現(xiàn)高精度與高靈敏度的聯(lián)合測(cè)控，解 決光場(chǎng)精密控制的物理限制以及進(jìn)一步提高光場(chǎng)控制精度的物理極限等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。探索非線性光梳精密光譜學(xué)獲得更高精度的原理和方法；（ 3）解決不同波段光場(chǎng)時(shí) 階非線性過(guò)程中相干傳遞等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，深入探討產(chǎn)生 化高次諧波提高效率及 制高次諧波相位匹配增強(qiáng)紫外光梳產(chǎn)生；（ 4）發(fā)展新波段飛秒激光頻率梳新技術(shù)及應(yīng)用，在中遠(yuǎn)紅外和極紫外波段，基于 展新方法實(shí)現(xiàn)全波段的載波包絡(luò)位相測(cè)量和精確控制。（ 5）基于紫外光梳，實(shí)現(xiàn)分子中電子波包控制，開(kāi)拓分子光梳光譜學(xué)等新的學(xué)科前沿，基于新波段飛秒光梳的控制，實(shí)現(xiàn)分子的精密測(cè)控。 經(jīng)費(fèi)比例： 16% 承擔(dān)單位： 華東師范大學(xué)、山東師范大學(xué)、南開(kāi)大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 曾和平 學(xué)術(shù)骨干： 徐建華、賈天卿、王傳奎、劉偉偉 課題設(shè)置的思 路、各課題間的有機(jī)聯(lián)系以及與項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)的關(guān)系 本項(xiàng)目擬設(shè)置的第一項(xiàng)課題既是 極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)重要前沿與應(yīng)用開(kāi)拓 的研究前沿與熱點(diǎn) ,也是開(kāi)展高水平的極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué) 重要前沿 實(shí)驗(yàn)研究的前提和基礎(chǔ)。課題的研究將促進(jìn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光自身的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展并 為 創(chuàng)建我國(guó)具有國(guó)際一流水平的 極端 強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué) 前沿與應(yīng)用開(kāi)拓 研究基地做出重要貢獻(xiàn)；該 課題 研究也 旨在 提供前沿實(shí)驗(yàn)需要的極端強(qiáng)場(chǎng)超快等極端物理?xiàng)l件，因此 也是本項(xiàng)目其余課題開(kāi)展研究并完成總體目標(biāo)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)與必要條件。 本項(xiàng)目的第二課題則著重于深入開(kāi)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相 互作用新效應(yīng)新物理的實(shí)驗(yàn)與理論研究，揭示強(qiáng)場(chǎng)甚至極端強(qiáng)場(chǎng)、超快乃至極端超快等全新強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件下的新現(xiàn)象新規(guī)律，是當(dāng)前極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué) 重要前沿研究的主體內(nèi)容，也是本項(xiàng)目選擇設(shè)置的重要課題。 本項(xiàng)目的第三、第四和第五課題則著重于開(kāi)拓極端 強(qiáng)場(chǎng)超快物理新前沿新方向 , 并 為一些重要戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域的開(kāi)拓與發(fā)展提供原理依據(jù)與科學(xué)基礎(chǔ) ,如 :開(kāi)拓與發(fā)展更短時(shí)間尺度、更高亮度阿秒相干光源的產(chǎn)生、表征與應(yīng)用及其量子相干控制中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù) 問(wèn)題；創(chuàng)新解決超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的高性能高能粒子（電子、質(zhì)子與 重 離子）束的產(chǎn)生及其重要應(yīng)用 中涉及的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，并探索極端強(qiáng)場(chǎng)光核物理、 拓與發(fā)展基于強(qiáng)場(chǎng)超快激光的精密測(cè)量與精密光譜學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)及其重要應(yīng)用中的新技術(shù)新方法等。 上述每項(xiàng)課題均包括理論和實(shí)驗(yàn)研究?jī)刹糠止ぷ?。作為基礎(chǔ)研究或交叉前沿研究，本項(xiàng)目的五項(xiàng)課題是有機(jī)聯(lián)系并相輔相成的，并且緊密?chē)@項(xiàng)目總體目標(biāo)，突出重點(diǎn)，形成不可分割的整體。 四、年度計(jì)劃 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 一 年 對(duì) 創(chuàng)建全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件 涉及的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)理論分析和實(shí)驗(yàn)預(yù)研； 發(fā)展 可調(diào)諧與新波段強(qiáng)場(chǎng)超快激光產(chǎn) 生和放大技術(shù)。 物理實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立與改進(jìn)；開(kāi)展高度非線性與相對(duì)論性光強(qiáng)條件下的激光與物質(zhì)相互作用實(shí)驗(yàn)研究；開(kāi)展高度非線性與相對(duì)論性，特別是探索強(qiáng)相對(duì)論性 相互作用 的理論研究。 開(kāi)展中紅外激光與氣體介質(zhì)相互作用產(chǎn)生高次諧波的實(shí)驗(yàn)和理論研究；調(diào)試電子離子三維動(dòng)量檢測(cè)裝置并初步開(kāi)展相關(guān)測(cè)量研究。 完善強(qiáng)場(chǎng)激光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高性能高能電子束、離子束的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；理論研究超高電荷量高能電子束產(chǎn)生和高能離子束加速中涉及的橫向不穩(wěn)定性問(wèn)題。 發(fā)展高重復(fù)頻率、高功率飛秒脈沖載波包絡(luò)位相操控的新原理與新技術(shù)； 開(kāi)展強(qiáng)場(chǎng)超快激光精密操控的傳遞與遠(yuǎn)程控制研究等。 整個(gè)項(xiàng)目順利啟動(dòng)并實(shí)施，完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，建立相關(guān)診斷與測(cè)試手段；在強(qiáng)場(chǎng)超快激光波前演變特性和激光脈沖對(duì)比度等研究方面取得前期進(jìn)展；在近單周期、紅外和紫外新波段可調(diào)諧的飛秒強(qiáng)激光研究方面取得進(jìn)展。 在高度非線性與相對(duì)論性光強(qiáng)條件下的強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)的相互作用實(shí)驗(yàn)研究中取得一定進(jìn)展，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提供方案與優(yōu)化的參數(shù)；獲得高次諧波連續(xù)譜；完成三維動(dòng)量檢測(cè)裝置的調(diào)試。 完善相關(guān)粒子探測(cè)設(shè)備，建立超強(qiáng)光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高性能電子束、離子束的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，掌握多種薄膜 靶的制備和分析技術(shù)；獲取超高電荷量高能電子束的理論基礎(chǔ)；獲取大能量紫外激光脈沖輸出；完善一維模擬軟件。 實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率、高功率超短飛秒激光脈沖光場(chǎng)時(shí)域 不同波段超短激光頻率梳之間的精確同步控制。 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 二 年 開(kāi)展有效提升高量級(jí)激光聚焦性能的實(shí)驗(yàn)研究；研究 激光脈沖超高對(duì)比度提升的新原理、新技術(shù)； 對(duì)紅外 可調(diào)諧新波段超快強(qiáng)激光脈沖 進(jìn)行 壓縮 ；優(yōu)化紫外寬帶光輸出；發(fā)展載波包絡(luò)位相 (定的強(qiáng)場(chǎng)超快光源。 重點(diǎn)開(kāi)展周期量級(jí)極端超快強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì)的極端非線性相互作用的實(shí)驗(yàn)與相應(yīng)理論研究；研 究超快強(qiáng)場(chǎng)激光非線性成絲新效應(yīng)新應(yīng)用；開(kāi)拓強(qiáng)場(chǎng)超快激光操控與表征凝聚態(tài)物質(zhì)微納結(jié)構(gòu)交叉前沿等；發(fā)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快條件下的相對(duì)論性相互作用非微擾理論與計(jì)算方法，揭示相關(guān)的新機(jī)制與新物理。 開(kāi)展阿秒脈沖寬度測(cè)量研究，優(yōu)化高次諧波相位和阿秒脈沖寬度；開(kāi)展分子高次諧波實(shí)驗(yàn)研究。 研究強(qiáng)場(chǎng)激光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高性能高能電子束和質(zhì)子束的關(guān)鍵技術(shù)手段；擴(kuò)展 深入研究在高功率放大、傳遞過(guò)程中載波包絡(luò)相位附加噪聲的影響，并對(duì)其進(jìn)行操控；探究放大過(guò)程中非線性 效應(yīng)對(duì)飛秒光學(xué)頻率梳時(shí)頻域特性的影響。 進(jìn)一步發(fā)展 周期量級(jí)乃至近單周期量級(jí)極端超快 強(qiáng)場(chǎng)光源技術(shù)，并 在可調(diào)諧與新波段強(qiáng)場(chǎng)超快激光產(chǎn)生、放大與性能提升中取得重要進(jìn)展 。 研究周期量級(jí)超快強(qiáng)場(chǎng)、 可調(diào)諧 新波段中時(shí)空特性（如載波包絡(luò)相位）穩(wěn)定可控等 問(wèn)題 。 重點(diǎn)揭示周期量級(jí)極端超快強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì)的極端非線性相互作用新效應(yīng)新規(guī)律；探索超快強(qiáng)場(chǎng)激光非線性成絲新機(jī)制，開(kāi)拓新應(yīng)用；建立若干強(qiáng)場(chǎng)超快激光操控與表征凝聚態(tài)物質(zhì)微納結(jié)構(gòu)新方法新途徑；利用極端強(qiáng)場(chǎng)超快條件下的強(qiáng)相對(duì)論性相互作用新機(jī)制新物理非微擾理論與計(jì)算方法，解釋并預(yù)言若干重要實(shí)驗(yàn)新現(xiàn)象。 獲得阿秒脈沖寬度信息并壓縮阿秒脈沖至近傅立葉變換極 限；在實(shí)驗(yàn)上通過(guò)高次諧波實(shí)現(xiàn)分子軌道結(jié)構(gòu)的探測(cè)。 研究并獲得產(chǎn)生較低能散、較低橫向發(fā)散角的高性能高能電子束和質(zhì)子束的關(guān)鍵技術(shù)手段；完成三維的模擬軟件，并移植到并行計(jì)算機(jī)上。 實(shí)現(xiàn)飛秒光梳高功率放大中相位噪聲抑制；實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率高功率的近紅外波段飛秒光學(xué)頻率梳。 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 三 年 發(fā)展被動(dòng)波前校準(zhǔn)技術(shù)，開(kāi)展激光脈沖對(duì)比度提升新技術(shù)研究，并開(kāi)展綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究；開(kāi)展基于光子晶體光纖和新型激光材料的小型化紅外、中紅外超快激光調(diào)諧、放大實(shí)驗(yàn)研究； 開(kāi)展 定 可控 的超短脈沖高效率放大 、色散補(bǔ)償 和 周期量級(jí)激光脈沖 壓縮 的新原理新技術(shù) 研究。 將極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與團(tuán)簇、固體和等離子體等重要形態(tài)物質(zhì)的相對(duì)論性相互作用進(jìn)一步推進(jìn)到強(qiáng)相對(duì)論性相互作用的范疇，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象新機(jī)制；系統(tǒng)研究長(zhǎng)波長(zhǎng)新波段并可調(diào)諧強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用過(guò)程中的各類(lèi)波長(zhǎng)定標(biāo)律；將相對(duì)論性 強(qiáng)激光場(chǎng) 與物質(zhì)相互作用模型推廣到 多模 激光場(chǎng)模型，并開(kāi)拓 與載波包絡(luò)位相（ 有關(guān)的相對(duì)論性相互作用的新現(xiàn)象與新機(jī)制 。 將高次諧波光子能量推進(jìn)到水窗波段；開(kāi)展原子分子中電子軌道波函數(shù)在阿秒時(shí)間尺度和原子級(jí)空間尺度上的空間結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)演化過(guò)程研究；研究分子反應(yīng)通道和高次諧波之 間的聯(lián)系。 優(yōu)化高性能高能電子束和質(zhì)子束的產(chǎn)生；完善模擬軟件并開(kāi)展理論模擬。 開(kāi)展基于非共線外腔增強(qiáng)以及表面增強(qiáng)高次諧波的 化高次諧波提高效率及 制高次諧波相位匹配增強(qiáng)紫外光梳產(chǎn)生。 波前被動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)和脈沖對(duì)比度提升技術(shù)研究取得進(jìn)展，拍瓦級(jí)強(qiáng)場(chǎng)超快激光聚焦穩(wěn)定性獲得明顯改善；在 發(fā)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性等精密操控的新方法新技術(shù) 方面取得進(jìn)展。 在超熱電子轉(zhuǎn)換效率、輸運(yùn)、能量沉積等方面取得若干重要成果；在長(zhǎng)波長(zhǎng)（如 1-5波段并可調(diào)諧 強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)的相互作用研究中取得重要進(jìn)展，揭示若干重要的波長(zhǎng)定標(biāo)律。建立相對(duì)論性 強(qiáng)激光場(chǎng) 的 多模 理論并用于具體研究；完善周期量級(jí)脈寬強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用的理論模型，初步揭示 載波包絡(luò)位相（ 在 相對(duì)論性 強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì) 相互作用 中的特征效應(yīng)。 獲得水窗波段高次諧波連續(xù)譜；獲得電子波函數(shù)的超快演化信息；在實(shí)驗(yàn)上獲得分子反應(yīng)通道的信息。 強(qiáng)場(chǎng)激光驅(qū)動(dòng)低密度等離子體獲取更窄能譜寬度、更優(yōu)準(zhǔn)直性的高性能高能電子束；利用薄膜靶獲得能量接近 10高性能高能質(zhì)子束；建立完善的模擬程序。 實(shí)現(xiàn)高精度與高靈敏度 的聯(lián)合測(cè)控，解決光場(chǎng)精密控制的物理限制以及進(jìn)一步提高光場(chǎng)控制精度的物理極限等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題；有效產(chǎn)生學(xué)頻率梳；解決不同波段光場(chǎng)時(shí) 階非線性過(guò)程中相干傳遞等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 四 年 提升拍瓦級(jí)激光系統(tǒng)聚焦功率密度；在超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)中發(fā)展應(yīng)用超高脈沖對(duì)比度提升新技術(shù)；對(duì)紅外和紫外激光的放大、頻率變換和壓縮進(jìn)行進(jìn)一步的研究；研究 創(chuàng)新發(fā)展對(duì)強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性的整形控制新方法 。 隨著更高層次的光場(chǎng)條件的建立，研究強(qiáng)相對(duì)論性條件下超強(qiáng)超短激光與各種形態(tài)物質(zhì)的極端 非線性相互作用研究；開(kāi)展周期量級(jí)甚至脈寬接近單周期的激光與物質(zhì)的極端非線性相互作用的實(shí)驗(yàn)與相應(yīng)理論研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象新機(jī)制等；完善極端強(qiáng)場(chǎng)超快條件下的強(qiáng)相對(duì)論性相互作用非微擾理論與計(jì)算方法，并與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，解釋新現(xiàn)象，開(kāi)拓新機(jī)制。 控制阿秒超快電子運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)三維動(dòng)量檢測(cè)技術(shù)研究其對(duì)分子不同反應(yīng)通道的影響以及分子演化過(guò)程；研究影響分子反應(yīng)通道的因素及其物理本質(zhì)。 增加強(qiáng)場(chǎng)激光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高性能高能電子束的加速長(zhǎng)度，獲得更高能量的電子束；研究利用高對(duì)比度的紫外和紅外超短脈沖激光驅(qū)動(dòng) 離子束，并研究靶厚度、形狀、材料等對(duì)加速離子的能量、能散和束流品質(zhì)的影響關(guān)系。 開(kāi)展新波段飛秒激光頻率梳新技術(shù)及應(yīng)用研究；研究基于 拍瓦級(jí)強(qiáng)場(chǎng)超快激光的焦場(chǎng)分布和聚焦能量密度取得重要進(jìn)展；在更高量級(jí)下獲得超高脈沖對(duì)比度的輸出。新型紫外（ 200紅外、中紅外（ 1-5m）激光輸出功率、大能量脈沖壓縮和調(diào)諧能力，以及 時(shí)空特性（如載波包絡(luò)相位）穩(wěn)定可控 研究取得突破。 在高度非線性與相對(duì)論性（特別是強(qiáng)相對(duì)論性）條件下 超強(qiáng)超短激光與 物質(zhì)的 相互作用研究 中取得重要進(jìn)展；在 定與可操控條件下周期量級(jí)甚至單周期極端超快激光與物質(zhì)的相互作用研究中取得若干重要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果。 獲得電子運(yùn)動(dòng)對(duì)分子不同反應(yīng)通道的控制規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)分子特定反應(yīng)通道的選擇和控制；掌握分子反應(yīng)通道對(duì)激光參數(shù)的依賴(lài)性及其物理本質(zhì)。 獲得提高電子加速長(zhǎng)度的關(guān)鍵技術(shù)手段，并提高電子束的性能參數(shù)；獲取利用整體光壓穩(wěn)相加速產(chǎn)生高性能離子束的技術(shù)手段，并獲取靶厚度、形狀、材料等對(duì)加速離子的能量、能散和束流品質(zhì)的影響關(guān)系。 發(fā)展可用于實(shí)現(xiàn)全波段的載波包絡(luò)位相測(cè)量和精確控制新方法；獲得基于 學(xué)頻率梳的超高精度分子精 密光譜。 年度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 五 年 進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展高功率 及相關(guān)的激光性能診斷測(cè)試新技術(shù)等 ， 提升系統(tǒng)整體性能，解決應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等中涉及的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題 ；進(jìn)一步開(kāi)拓發(fā)展新原理、新方法，在紫外和 中紅外 等 新波段 開(kāi)展更高量級(jí)的周期乃至單周期量級(jí)脈寬， 可調(diào)諧、時(shí)空特性（如載波包絡(luò)相位）穩(wěn)定可控等全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光輸出研究。 進(jìn)一步突破到強(qiáng)相對(duì)論性條件下 的超強(qiáng)超短激光與固體薄膜靶、氣體靶以及團(tuán)簇靶相互作用的研究 領(lǐng)域 ； 深入研究周期量級(jí)，重點(diǎn)是脈寬接近單周期的激光與物質(zhì)的極端非線性相互 作用新物理新效應(yīng)；深入探索中紅外可調(diào)諧新波段強(qiáng)場(chǎng)超快激光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生“水窗”波段甚至 “水窗”乃至 段高次諧波產(chǎn)生中的位相匹配機(jī)制等。 研究通過(guò)改變激光參數(shù)調(diào)控分子反應(yīng)通道的手段，并初步開(kāi)展相關(guān)的應(yīng)用研究的探索；利用高次諧波和阿秒脈沖進(jìn)一步深入開(kāi)展亞飛秒時(shí)間尺度和原子級(jí)空間尺度內(nèi)實(shí)時(shí)觀測(cè)和控制電子動(dòng)力學(xué)行為研究。 研究 高性能高能電子、離子束應(yīng)用中涉及的基礎(chǔ)物理問(wèn)題 ； 高能電子、質(zhì)子在稠密物質(zhì)中的傳輸與沉積特性 ；研究 光核物理與 應(yīng) ；研究超強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的 超強(qiáng) 射線和 夸克膠子等離子體的相互作用等 。 提升 強(qiáng)場(chǎng)超快激光 系統(tǒng)整體性能 ，滿(mǎn)足 極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究的需要。 探索解決在 創(chuàng)建極端強(qiáng)光場(chǎng) (1023W/超高對(duì)比度(109 極端超快 （近單周期）， 可調(diào)諧與新波段、時(shí)空特性穩(wěn)定可控等全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 。 在強(qiáng)相對(duì)論條件下 的超強(qiáng)超短激光與固體薄膜靶、氣體靶以及團(tuán)簇靶 的 相互作用研究 中發(fā)現(xiàn)一系列重要的新現(xiàn)象、新規(guī)律 ； 在周期量級(jí)特別是脈寬接近單周期的激光與物質(zhì)的極端非線性相互作用獲得原創(chuàng)性研究成果；揭示“水窗”甚至 位相匹配新機(jī)制，獲得高亮度的“水窗”甚至 實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)對(duì)分子反應(yīng)通道的選擇和控制， 結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論研究，揭示有重要意義的化學(xué)反應(yīng)的電子動(dòng)力學(xué)物理本質(zhì)。 獲取高性能高能電子到 譜等；獲取高能電子質(zhì)子在稠密物質(zhì)傳輸與沉積的基本特性；利用強(qiáng)場(chǎng)激光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的 高能質(zhì)子束用于 短壽命 放射性 醫(yī)用 同位素 的研究。 開(kāi)拓分子光梳光譜學(xué)等新的學(xué)科前沿，實(shí)現(xiàn)分子的精密測(cè)控。 全面完成本項(xiàng)目的研究目標(biāo)。 一、研究?jī)?nèi)容 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 ： 1. 促進(jìn)極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展， 探索解決創(chuàng)建極 端強(qiáng)光場(chǎng)、超高對(duì)比度、極端超快、可調(diào)諧與新波段、時(shí)空特性穩(wěn)定可控等全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題： 創(chuàng)建極端強(qiáng)光場(chǎng) (1023W/超高對(duì)比度 (109全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題； 創(chuàng)建極端超快（近單周期）、可調(diào)諧與新波段（如 1-5全新強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題； 開(kāi)拓與發(fā)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性等精密操控的新方法新技術(shù)； 進(jìn)一步提升 瓦， 1015W）級(jí)超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)整體性能，解決應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究 等中涉及的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。 2. 極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用新效應(yīng)新物理的實(shí)驗(yàn)與理論研究， 深入揭示強(qiáng)場(chǎng)甚至極端強(qiáng)場(chǎng)、超快乃至極端超快等全新強(qiáng)場(chǎng)超快極端物理?xiàng)l件下的新現(xiàn)象與新規(guī)律，建立并發(fā)展相關(guān)的新概念與新理論。如： 揭示更強(qiáng)光場(chǎng)條件的高度非線性與相對(duì)論性起主導(dǎo)作用的強(qiáng)場(chǎng)超快相互作用新效應(yīng)新規(guī)律，探索強(qiáng)相對(duì)論性相互作用新機(jī)制新物理； 發(fā)現(xiàn)周期量級(jí)乃 至單周期極端超快強(qiáng)場(chǎng)激光與物質(zhì)高度非線性相互作用的新機(jī)制新物理，發(fā)展相關(guān)新概念新理論； 探索長(zhǎng)波長(zhǎng)（如 1-5外）新波段并可調(diào)諧強(qiáng)場(chǎng)超快激光與物質(zhì)相互作用新效應(yīng)新 物理并開(kāi)拓新應(yīng)用。 3. 開(kāi)拓與發(fā)展更短時(shí)間尺度、 更高光子能量、 更高亮度阿秒相干光源及 強(qiáng)場(chǎng) 量子相干控制中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。如： 更短脈寬（ 1023W/超高對(duì)比度 (109全新極端強(qiáng)場(chǎng)超快物理?xiàng)l件中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題， 開(kāi)拓與發(fā)展極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空間特性等精密操控的新方法新技術(shù)， 重點(diǎn)研究極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光主要性能（包括聚焦特性與時(shí)間對(duì)比度等）提升中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，如在高功率下獲得聚焦能力接近理論極限的超高強(qiáng)度超短脈沖激光光束的新方法，創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用基于 技術(shù)，并研究 涉及的空間色散管理、相位、時(shí)空與光譜匹配效應(yīng) ；創(chuàng)新發(fā)展對(duì)強(qiáng)場(chǎng)超快激光的時(shí)域、頻域和空 間特性的整形控制新方法，探索極端強(qiáng)場(chǎng)超快激光持續(xù)發(fā)展和性能突破的新途徑，為極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)尖端實(shí)驗(yàn)研究的需要?jiǎng)?chuàng)造先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 針對(duì)極端強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究的需要，將上述研究并發(fā)展的新方法新技術(shù)應(yīng)用于超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)性能的提升與發(fā)展中，進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展高功率 1015W）級(jí)超強(qiáng)超短激光的關(guān)鍵單元與總體技術(shù)，提升系統(tǒng)整體性能，解決應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等中涉及的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，以及相關(guān)的激光性能診斷測(cè)試新技術(shù)等，促進(jìn)