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中科院理化所承担的国家重大科研装备研制项目子项目通过验收

2012年5月7日,中科院计划财务局在北京组织专家对中科院理化所承担的国家重大科研装备研制项目“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”三子项目——“深紫外非线性光学晶体和器件的研制”、“深紫外全固态激光源研制”和“深紫外激光光化学反应仪与在线检测系统研制”进行了验收。三项目验收专家组分别听取了项目工作报告、测试报告、用户使用报告以及财务审查报告,并现场检查了仪器的运转情况,认为三个项目达到了项目任务书中规定的技术指标,完成了预定的研制任务,一致同意通过验收,并建议继续给予重点支持。

“深紫外非线性光学晶体和器件的研制”项目在KBBF及光接触棱镜耦合器件(PCT)研制方面取得了重大突破,获得了KBBF晶体厚度最大达3mm的PCT器件,并建立了KBBF晶体生长及加工平台,以及具有国际先进水平的晶体光学性能测试和评估平台。经过系统的测量,KBBF是目前所有用于可见、紫外光谱区非线性光学晶体中综合性能最好的晶体。通过项目实施,在国际上利用单片KBBF晶体首次实现了飞秒深紫外170nm~232nm的宽调谐输出;193.5nm深紫外激光输出平均功率达到1.06W,光-光转换效率为6.5%,其平均输出功率为国际最高;实现了钕离子激光的六倍频(177.3nm)脉冲100mW平均功率输出,为国际最高;并首次实现了mW级153nm的最短波长输出。目前,该项目已完成了41个KBBF-PCT器件,具备了年产50个器件的小批量生产能力。该项目所取得的创新成果将对进一步开拓深紫外激光的应用具有十分重要的意义。

“深紫外全固态激光源研制”项目基于自主的KBBF棱镜耦合专利(KBBF-PCT)和多项专有技术,首次研制成功8类8台实用化、精密化的DUV-DPL,并成功应用于“深紫外拉曼光谱仪”、“深紫外激光光发射电子显微镜(PEEM)”、“系列深紫外固态激光源光电子能谱仪”、“深紫外激光原位时间分辨隧道电子谱仪”、“深紫外激光光致发光光谱仪”、“深紫外激光光化学反应仪”等8台国际首创的前沿装备。通过项目研制,建立了DUV-DPL研发平台,开发出先进的热管理技术、优化的倍频技术、多级倍频的非线性调控和输出光束指向补偿等关键技术,使DUV-DPL输出功率、输出稳定性不断提高,使宽调谐DUV-DPL输出波长不断扩展、调谐精度不断提高,满足了前沿装备对高光子流和设备长时间运转的需求,满足了前沿装备对不同光子能量和样品的对准需求。

“深紫外激光光化学反应仪与在线检测系统”项目利用我国自主研制的177.3nm深紫外激光光源,成功研制了国际上首台深紫外激光光化学反应仪。该项目在光化学反应系统中引入了超快(皮秒级)时间分辨发光光谱检测系统和瞬态吸收光谱检测系统,可用于深紫外光化学原位反应动态学研究。利用该系统,已初步开展了有机化学、材料等领域深紫外光化学和光物理过程研究,显示出独特的优势。该系统的成功研制将促进我国深紫外光化学研究的发展。

“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”是2007年启动实施的重大科研装备研制项目,在管理机制上推行了研究所法人责任制和项目监理制,并成立项目工程总体部,以强化项目的优势集成和过程管理。同时,各子项目承担单位积极配合项目总体部和项目监理组对项目实施过程的监督工作,按《实施方案》中的进度安排及年度考核指标制定详细的工作计划,建立内部组织管理体系和工作进度管理体系,明确工作分解结构和组织分解结构,以及与之相适应的人员分工和协同关系,实行年度执行情况和重大事项报告制度,稳步推进项目的实施。这三个项目的成功完成为我国重大科学仪器研制和发展工作提供了借鉴。

具有大面积透明区域的KBBF晶体

 

深紫外固态激光器测试实验室

 

深紫外激光光化学反应仪与在线检测系统

 

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