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2017年
更新時間:2020-03-18 【打印】 【關閉

  (一)基本情況介紹 

  單位全稱:中國科學院上海光學精密機械研究所 

      長:李儒新 研究員 

  黨委書記:邵建達 研究員 

      址:上海市嘉定區清河路390 

  郵政編碼:201800 

      話:021-69918000 

      真:021-69918800 

  電子信箱:[email protected] 

      址:http://www.siom.cas.cn 

  中國科學院上海光學精密機械研究所(簡稱:上海光機所)成立于19645月。1964,中科院長春光機所、中科院電子所相關科研人員遷上海,聯合上海輕工業局長江光學儀器廠、上海儀表局競儀器廠組成最早的中國科學院光學精密機械研究所上海分所。建所后,上海光機所幾度易名。197010月,定名為中國科學院上海光學精密機械研究所。 

  上海光機所是國建立最早、規模最大的激光科學技術專業研究所。經過五十年的發展,已形成以探索現代光學重大基礎及應用基礎前沿、發展大型激光工程技術并開拓激光與光電子高技術應用為重點的綜合性研究所。研究所重點學科領域為:強激光技術、強場物理與強光光學、空間激光與時頻技術、信息光學、量子光學、激光與光電子器件、光學材料等。 

  上海光機所“十三五”期間發展定位:圍繞光電空間、基礎前沿交叉、先進材料、信息等領域的國家重大需求,聚焦高功率激光、超強超短激光、空間激光與時頻系統技術等戰略必爭方向,協同我院優勢力量,突破激光材料、核心器件、系統集成技術瓶頸,打通研發創新鏈,為神光高功率激光裝置、上海超強超短激光實驗裝置的建設與發展,以及國家某重大專項、載人航天與探月工程、院先導專項(B類)等重大科技任務的實施提供系統性解決方案,成為中國激光科學前沿的開拓者、激光技術進步的領跑者,以及搶占國際激光科技制高點的重要戰略創新力量。 

  2017年是黨和國家發展進程中具有重大里程碑意義的一年,也是上海光機所全所開拓創新、協力奮進、銳意進取的一年。上海光機所繼續延續“十三五”的良好開局,在面向世界激光科技前沿和國家重大需求方面,取得一批具有重要國際影響力的科技成果。 

  上海光機所現設8實驗室,擁有國家重點實驗室1個、中科院-中物院聯合實驗室1個、中科院重點實驗室4個、上海市重點實驗室1個。 

  上海光機所建成國內僅有、國際為數不多的神光系列高功率大型激光裝置、超短超強激光系統、激光原子冷卻裝置、空間全固態激光器研制平臺等,并具有各種新型、高性能激光器件、激光與光電子功能材料研制平臺,達到國際先進水平。 

  (二)科研進展情況 

  截止2017年底,上海光機所共有在職職工926人。包括中科院院士7人、工程院院士1人、發展中國家科學院院士2人、研究員及正高級工程技術人員112人、副研究員及高級工程技術人員278人。2017年新增中國科學院院士1名,多名青年人才進入第三批國家“萬人計劃”(科技創新領軍人才)公示、中科院“關鍵技術人才”。 

  上海光機所是1981年國務院學位委員會批準的博士、碩士學位授予權單位之一,現設有物理學、光學工程、材料科學與工程等3個專業一級學科博士研究生培養點,物理學、光學工程、材料科學與工程、科學技術史4個一級學科碩士研究生培養點,光學工程、材料工程2專業學位碩士培養點,并設有物理學、光學工程、材料科學與工程3個專業一級學科博士后流動站,共有在學研究生495人(其中碩士生224人、博士生271人)、在站博士后16人。在崗博導共有79名,碩導100余名。 

  2017年,上海光機所共有在研項目476項(包括新增項目143項)。其中:承擔國家重大科技專項課題66項(新增19項);主持(或承擔)國家重點基礎研究發展計劃(973)和國家重大科學研究計劃項目1項、承擔(或參加)課題3項;主持(或承擔)國家重點研發計劃項目15項(新增3項),主持(或承擔)國家自然科學基金重大項目1項(新增1項),重點項目2項、面上項目45項(新增14項)、國家自然科學基金重大研究計劃重點項目1項,承擔國家基金創新群體1項、國家杰出青年科學基金項目1項;主持院戰略性先導科技專項(B類)項目1項,承擔課題11項;承擔院前沿科學重點研究項目7項(新增1項)、主持(或承擔)院重點部署項目2項;主持(或承擔)科技部國際合作項目3項,承擔院重點國際合作項目4項(新增2項);主持國家自然科學基金委重大儀器研制項目1項,參加國家自然科學基金委重大儀器研制項目5(新增2項),參加科技部重大儀器研制項目3項,承擔院儀器研制項目4項(新增2項);承擔上海市科研項目58項(新增22項)。 

  “突破一”聚變點火級激光驅動器關鍵技術與系統方面20176月,經過近十年技術攻關,國家科技重大專項項目“神光”高功率激光驅動器升級裝置順利通過綜合驗收;2017228日,完成以色列“國家激光裝置(NLF)”全系統現場交付驗收,激光輸出的穩定性指標達到國際先進水平,獲以方高度評價;進一步開展新型N41釹玻璃連續熔煉工藝改進和集成驗證,完成N41釹玻璃連熔中試線的設計;研制的“大尺寸、高消光比、高損傷閾值偏振片”的技術指標優于國際上其他大尺寸偏振片公開報道的技術指標;開展新方案脈沖氙燈制備關鍵工藝的研究。 

  “突破二”空間激光通信時頻系統技術方面經過長達一年多的在軌測試,“天宮二號”空間冷原子鐘項目完成所有工程任務,實現天穩10-16量級的高精度空間冷原子鐘在軌運行,美國“科學”雜志再次報導空間冷原子鐘在軌運行成果;順利完成量子科學實驗衛星“墨子”號星地高速相干激光通信技術試驗項目,國內首次成功實現星地5.12/2.56 Gbps下行相干激光通信試驗;完成“風云三號”計量激光器和穩頻激光器研制,201711月發射后在軌運行;國內首次開展GF專項機載激光測風雷達系統中高空無人機飛行驗證試驗,獲取軌跡方向大范圍的風速和風向剖面。 

  “突破三”超強超短激光及其重大應用方面:20171024日上海超強超短激光實驗裝置(SULF)的研制工作取得重大突破,成功實現10拍瓦激光放大輸出,達到國際同類研究的領先水平;10拍瓦激光主放大器采用的鈦寶石晶體直徑達235毫米,由上海光機所自主研制,這是中國首次研制成功并獲得激光放大的口徑超過200毫米的激光晶體,也是目前已知國際最大口徑的激光放大晶體;超強超短激光驅動的小型化自由電子激光新概念研究取得重大原創進展,提出并實現一種微型、瞬態的波蕩器方案;在激光質子刀研究中取得重要進展,獲得大流強、準單能的高品質質子束,使得激光驅動的質子刀方案向前邁出關鍵一步。 

   “大尺寸高性能磷酸鹽激光釹玻璃批量制造關鍵技術及應用”項目榮獲國家技術發明獎二等獎;“米級高消光比高損傷閾值偏振薄膜元件成套制備工藝技術與應用開發”項目榮獲上海市技術發明獎一等獎。 

  全所共申請專利207項(其中發明專利206項),獲授權專利178項(其中發明專利173項);發表論文總數578篇,其中SCI論文381篇,IF大于等于3論文142篇。 

  院地合作及科技成果轉移轉化方面:南京先進激光技術研究院入選第二批“國家專業化眾創空間示范名單”,已逐漸打造成國內一流的智能激光制造科技公共服務平臺,全面服務長三角一體化發展。2017年,上海光機所與嘉定工業區共建的上海嘉定激光創新中心已基本完成建設,相關項目已開始進駐,負責中心運營的上海中科神光光電產業有限公司完成注冊。 

  國際合作及其成效方面:2017年,上海光機所繼續與愛爾蘭、日本、以色列、韓國、意大利、白俄羅斯、加拿大等國家開展實質性的國際合作研究;新簽訂國際合作協議4項;首次申請到中科院國際合作局大科學工程國際合作項目、2018-2019俄烏白特別交流計劃等國際合作項目;主辦或承辦中德SIOM-FZJ合作研討會、第六屆“環太激光損傷-高功率激光光學材料”等國際學術會議;全年來訪外賓200余人,其中2名國際訪問學者和1名國際博士后在我所做長期合作研究。 

  上海光機所主辦《中國激光》、《光學學報》、《激光與光電子學進展》、Chinese Optics Letters、Photonics Research、High Power Laser Science and Engineering6本光學學術期刊。Photonics Research 的影響因子達到4.679。High Power Laser Science and EngineeringSCI數據庫收錄?!豆鈱W學報》首次榮獲“百強科技期刊”稱號,《中國激光》再次入選“百種中國杰出學術期刊”。 

  掛靠上海光機所的相關專業學會有:中國光學學會激光專業委員會、中國光學學會光學材料專業委員會、中國硅酸鹽協會特種玻璃分會等。 

   中國科學院2017大事記 

  

  重大科技成果產出與產業化: 

  1.15 上海光機所高速相干激光通信載荷開展首輪星地雙向激光通信試驗。本次試驗是中國國內首次在軌相干激光通信試驗,實現在星地鏈路距離1000km以上、低仰角(20度左右),下行通信速率5.12Gbps條件下,并成功進行圖像傳輸,圖片傳輸清晰;同時也進行上行PPM調制直接通信,通信速率20 Mbps。  

    

  1.20 上海光機所采用堆疊法制作特殊結構的光纖預制棒,研制出適合1μm摻鐿光纖激光器泵浦的光子晶體光纖,為今后實現該光纖的器件化應用打下重要基礎。 

    

  2.6 上海光機所提出并實驗驗證新一類相位匹配方法——電壓調諧相位匹配,該方法不僅為設計新穎的非線性光學器件提供新的途徑,也為進一步深入研究非線性光學相互作用提供新的方向。[Physical Review Letters 118,043901,(2017)]。 

    

  2.28 上海光機所承擔的中以國際合作項目在以色列項目現場完成現場全系統驗收。本次驗收發射大能量33發,子系統運行正常,項目的驗收指標優于合同指標,取得的測試數據表明該項目超額完成合同指標,激光輸出的穩定性指標達到國際先進水平。 

    

  3.1 上海光機所利用超強超短激光與金屬絲相互作用,在產生高能電子束的同時,巧妙地利用電荷分離效應構建微型、瞬態的電子波蕩器,并基于該全新波蕩器方案獲得非線性放大的強THz輻射輸出。[Nature Photonics 11,242-246(2017)] 

    

  3.6 上海光機所在隨機拉曼光纖激光器研究中,提出一種超寬調諧的隨機拉曼激光器結構,實現1-1.9μm的連續可調諧的隨機拉曼激光輸出,最大的輸出功率6.2W,輸出波長1.82μm。[Scientific Reports 7,42611(2017)]     

    

  6.29 上海光機所承擔的“神光”驅動器升級裝置通過項目綜合驗收。裝置可輸出8束總能量24kJ/3ns/3ω納秒級和單束1kJ/1ps/1ω皮秒級激光,凝聚中國在光學、電子學、精密機械、精密加工、材料學等多個學科領域在“十二五”期間的技術攻關成果。 

    

  6月 “天宮二號”空間冷原子鐘經過一年多的在軌測試,完成所有工程任務,性能技術指標達到預定目標,成為目前國際上在軌運行的最高精度的原子鐘,并首次開展多項科學實驗。 

    

  7.7 上海光機所成功制備獲得纖芯直徑大于50 μm、NA小于0.03的大芯徑光子晶體光纖,并在皮秒脈沖放大器中實現平均功率超過百瓦、單脈沖能量大于μJ量級的高光束質量輸出(M21.5),為中國發展大能量超短脈沖光纖激光放大器奠定核心激光材料基礎。  

    

  7.19 上海光機所利用一步溶劑熱法在一維碳納米管(CNTs)表面原位生長MoS2納米片,得到具有核殼結構的MoS2/CNTs納米復合物材料。[Chemistry A European Journal 14,3233 (2017)]  

    

  7.28 上海光機所聯合中科院地理資源所、北京理工大學和上海交通大學成功研制國際首臺機載激光三維強度關聯遙感試驗樣機,探測距離超過1km,成像視場角超過3°,并率先完成基于系留氦氣球、車載和運-12機載平臺的激光三維強度關聯成像試驗。試驗樣機突破編碼預置贗熱光源、運動補償平臺和快速圖像重建平臺等關鍵技術。  

    

  7月 上海光機所SGII-5PW系統成功開展首輪物理磨合實驗,完成大能量總發次14發,成功13發,成功率93%,能量穩定度優于5%RMS,裝置運行穩定,SGII-5PW從裝置的建設向物理應用邁出第一步,系統將通過多輪物理實驗的磨合和性能提升,逐步進入常規運行。 

    

    8.20-26 上海光機所科技考古中心攜帶高精度和手持式能量色散型X射線熒光光譜儀、便攜式激光拉曼光譜儀(簡·智SSR-100)、便攜式顯微鏡等設備赴廣州市文物考古研究院,與該院組建15人聯合研究團隊,對該院所藏的與海上絲綢之路密切相關的漢代玻璃器、寶石、玉器、費昂斯(秞砂)、黃金等質地的300余件珠飾,特別是西漢墓出土的珠飾開展系統分析檢測。此次研究加強對多面體珠飾、蝕刻石髓珠等珠飾制作微痕分析,獲取與鉆孔、琢磨與拋光等工藝信息,為探討玻璃和石質珠飾在風格和制作工藝方面的內在聯系提供科學依據。  

    

  10.13 上海光機所承擔的“星地高速相干激光通信技術試驗”項目通過驗收,項目突破高穩定窄線寬光源、高精度激光鎖相、高速信息處理等關鍵技術,研制成功高速相干激光通信有效載荷以及對應的地面激光通信收發設備。 

    

  10.20 上海光機所科研人員利用圓偏振拍瓦級超強超短激光脈沖轟擊納米厚度薄膜靶,獲得大流強、準單能的高品質質子束,質子能譜峰能量達到9MeV,峰值流強高達3×1012 protons/MeV/sr。使得激光驅動的質子刀方案向前邁出關鍵一步。[Physical Review Letters 119.164801 (2017)] 

    

  10.24 上海光機所研制的超強超短激光實驗裝置(SULF)成功實現10拍瓦激光放大輸出,達到國際同類研究的領先水平。 

    

  10.31 上海光機所科研人員發現在定向的非對稱分子同強激光場相互作用時,可以產生獨特的純偶次高次諧波光譜,并分析和揭示其物理本質[Physical Review Letters 119.173201 (2017)] 

    

  11.1 上海光機所成功制備出高品質亞微米尺度三維球形鈣鈦礦諧振腔,球形微腔表面光滑、結構規則、尺寸可控,得到高品質、低閾值、窄帶寬的單模激光輸出,首次實現全可見光譜的單模激光可控輸出,對于多色納米激光器的研究以及激光顯示、照明等的應用具有重要研究意義。  

    

  獲獎榮譽: 

  “大尺寸高性能磷酸鹽激光釹玻璃批量制造關鍵技術及應用”項目榮獲國家技術發明獎二等獎。 

  “米級高消光比高損傷閾值偏振薄膜元件成套制備工藝技術與應用開發”項目榮獲上海市技術發明獎一等獎。 

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