高能量密度物理及技术教育部重点实验室
Key Laboratory of High Energy Density Physics and Technology (Ministry of Education)

实验室主要研究方向

紧密围绕惯性约束及磁约束聚变物理实验关键理论基础及应用基础技术的研究需要,基于四川大学在高能量密度物理研究领域的基础和优势,实验室的研究主要集中在以下五个方向:

1) 高功率激光传输与控制技术

本方向以国家重大专项激光惯性约束聚变高功率激光驱动器光束质量控制任务为牵引,深入研究信息光子学及衍射光学技术在高功率激光系统中的应用,目标是解决实际工程中光束调控的物理问题和关键单元技术。主要从事以下方面的研究工作:

  1. 高功率激光系统中线性、非线性光传输理论;
  2. 高功率激光系统中靶面光强控制理论及方法;
  3. 啁啾脉冲激光放大系统中增益窄化与增益饱和效应;
  4. 强激光聚变新理论、系统及其关键单元技术探索。

2) 制靶科学与薄膜和陶瓷技术

本方向面向重大专项和ICF物理实验用靶丸需要,开展陶瓷薄膜靶、合金(金属)薄膜靶及其相关的真空蒸发薄膜沉积用陶瓷膜料、磁控溅射薄膜沉积用新型陶瓷靶制备,抗激光打击用高损伤阈值光学薄膜研制,新型高功率、高效率透明陶瓷激光材料研制,以及各种辐射(包括粒子束、γ(X)射线、强激光等)与新型固体材料相互作用的辐照效应和辐射改性新机制的研究。主要研究工作包括:

  1. 新型陶瓷薄膜(如B4C)及其空心微球制备;
  2. 合金(如FeAl)薄膜靶制备;
  3. 透明陶瓷激光材料(如Nd:YAG);
  4. 抗激光损伤高阈值多色光学膜的制备;
  5. 新型固体材料的辐照效应研究(包括强激光辐照效应研究);
  6. 靶材料性能的表征与测试技术。

3) 强场下原子分子物理及高压技术

本方向以原子与分子物理和高压物理为基础,结合国防高科技为需求,侧重开展以下研究工作:

  1. 惯性约束聚变强场物理及诊断;
  2. 高温高压原子分子物理;
  3. 核武器和材料相容性及持久稳定性;
  4. 国防先进材料的原子分子设计与合成;
  5. 全元素电子碰撞内壳电离截面的测量。

4) 超短超强激光与物质相互作用研究

本方向以国家重大专向以及ICF实验用靶为需求,研究内容包括超短超强激光辐照低维碳材料、离子轰击材料表面以及辐照损伤机理研究等方面涉及局部高能量密度状态的关键物理问题,进一步完善含时密度泛函理论与分子动力学相结合的算法,并利用其发展超短超强激光作用下系统状态的量子动力学方法,为激光操控分子状态奠定量子动力学基础和模拟平台。主要从事以下方面的研究工作:

  1. 激光诱导表面相变以及强激光辐照损伤机理研究;
  2. 基于碳材料的纳米结构中化学反应的激光调控;
  3. 激光作用下固体表面的量子调控新现象研究;
  4. 高密度储能材料设计及机理研究。

5) 磁约束核聚变等离子体物理及壁材料物理

本方向基于国际热核聚变实验堆计划(ITER)的国家重大专项的需求,针对中国环流器二号HL-2A托卡马克装置开展热核聚变实验的物理基础和技术基础问题,主要从事以下方面的研究工作:

  1. 聚变等离子系统的稳定性问题;
  2. 高密度等离子体与壁材料相互作用机理;
  3. 粒子束诊断技术;
  4. 新型加热技术探索。