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上海光机所知识创新工程工作简报

（第二五六期）

2010年7月21日 

上海光机所高重复频率、高平均功率用钕玻璃研制取得重要进展

 

2010年7月，中科院上海光机所胡丽丽课题组进行的高重复频率、高平均功率用钕玻璃研究取得了重要进展。其耐热冲击性能相对于N21、N31型激光钕玻璃可提高到4倍以上，性能指标均达到国际三种同类产品APG-1/HAP-4/Qx-Nd的相当水平。

随着激光聚变研究的发展，用于热核反应发电站的具有一定重复频率的激光驱动器装置开始进入各国的研究视野。由于重复频率的要求，对激光增益介质的热机械性能指标有了新的要求，目前国外如日本Osaka 大学的HALNA (High Average-power laser for Nuclear Fusion Application) 激光系统采用的为HAP4磷酸盐钕玻璃，其热机械评价因子是LG-770玻璃的4倍左右，可实现平均功率213W，频率10Hz以及峰值功率2.4GW（8.9ns）的输出；而美国LLNL实验室2008年也在进行用于激光惯性聚变－裂变能的钕玻璃激光系统设计。另外利用具有较高耐热冲击性的钕玻璃激光装置在工业和医学方面具有很多应用。

高重复频率、高平均功率用钕玻璃，具有较低的线膨胀系数、较高热导率，适合在重复频率方面的能量或功率器件中应用。上海光机所新型激光钕玻璃NAP2、NAP4在保证较好的激光性能的基础上，相对于现有N21、N31型激光钕玻璃，其热膨胀系数降低了30-40%，热导率提高了40-50%，因而其整体耐热冲击性能提高了1.6-2.5倍。另外，该类型激光钕玻璃由于组分的特殊性，可采取表面化学增强后续处理，其耐热冲击性能可以再提高2倍以上。因而，通过表面改性增强的新型激光钕玻璃其耐热冲击性能相对于N21、N31型激光钕玻璃可提高到4倍以上。

上海光机所高重复频率、高平均功率用钕玻璃的研制成功对我国在该领域开展研究提供了有力的技术保障。（高功率激光单元技术研发中心供稿）

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