打破西方技术封锁 上海光机所薄膜光学团队再获世界冠军

10月9日，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室传来了2018年基频激光反射薄膜元件激光损伤阈值国际竞赛结果：中科院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室研制的激光反射薄膜元件，在来自6个国家的18家参赛单位中，损伤阈值以领先第二名20%的优势再次摘得桂冠。该实验室学术总顾问范正修说，这样的领先很难逾越。

据悉，2012年上海光机所薄膜光学实验室也曾夺冠。此后由于忙于国家任务，上海光机所未再参与这一国际比赛。今年适逢SPIE激光损伤年会五十周年这一盛事，上海光机所再度参赛。从2008年第一次参与该国际竞赛到领先国际同行，我国科学家花了11年。

当今世界上规模最大的激光聚变装置是美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的美国国家点火装置，其中有数千件米级尺寸薄膜元件和数万件中小口径薄膜元件。

高功率激光薄膜是构成激光聚变装置、超强超短激光等强激光系统不可或缺的元件。高功率激光反射薄膜是唯一能迫使只知道直线前行的强激光按照人类的想法“万宗归一”的独门元件。它不但需要抵挡住“所向无敌”的高能激光的冲击，保障高功率激光装置不会“自伤”，还要高效地“指挥”激光的方向，使将入射到它表面的激光完全按照人们的意愿，有次序地奔赴同一靶点。激光损伤阈值代表着这个元件“控制指挥”激光的能力，其数值大小决定着能不能把激光能量完整地护送到靶点。

10月10日，记者在薄膜光学实验室看到，薄如蝉翼的激光薄膜，附着在透明的玻璃基底上，肉眼几乎辨识不出，只有从侧面看过去，才能依稀看出一些色彩。

激光反射薄膜元件

“要提升这一薄膜的激光损伤阈值，面临两大技术挑战。一是要知道缺陷在哪里，二是要抑制缺陷。”该项目负责人朱美萍研究员介绍说，高功率激光薄膜的制备是一个工艺环节冗长、复杂的系统工程，包括薄膜设计理论、高纯原材料控制、光学表面超精密加工、纳米精度膜厚控制、薄膜应力控制技术、检测技术以及激光与薄膜态材料相互作用机理等研究内容，其中尤其以缺陷的全流程控制的难度为最，涉及多学科交叉，极其复杂，难度极大，而且西方国家对我国实施技术封锁，并禁运直径大于500毫米的高性能激光薄膜元件。

面对西方的技术封锁，中国科学家数十年如一日，从跟跑、并跑，终于在国际范围内的激光薄膜损伤阈值提升竞争中实现超越，并通过本次竞赛的绝对优势强化了我国在本领域的国际领先地位。