中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室主要開展特種玻璃及相關材料的研究,包括稀土摻雜激光玻璃、有源與無源特種光纖及高放廢液玻璃固化等。該實驗室有一支由中國科學院院士和十余位研究員為核心組成的130余人研發團隊,是首批進入中科院“知識創新”工程的研究機構。
1964年建所以來,單元技術實驗室先后研制了用于高能和高功率激光系統的摻釹硅酸鹽激光玻璃、N21型、N31型、N41型、N51型摻釹磷酸鹽玻璃以及用于高平均功率激光系統的NAP2和NAP4型摻釹磷酸鹽玻璃,自主研發了釹玻璃的半連續熔煉、連續熔煉和包邊工藝,研制的2300多件各類規格大尺寸激光釹玻璃已經應用在我國神光系列裝置,為中國的激光聚變研究事業做出了重要貢獻。基于激光釹玻璃連續熔煉和包邊技術的“大尺寸高性能激光釹玻璃批量制造關鍵技術及應用”項目榮獲2016年度上海市技術發明特等獎以及2017年國家技術發明二等獎。圍繞高功率激光裝置和其他應用需求牽引,實驗室積極開展其他特種玻璃材料的研制,包括旋光玻璃、摻鐿激光玻璃、摻鉺激光玻璃、摻銩激光玻璃等,并實現了摻鉺激光玻璃以及旋光玻璃等產品的市場應用。

圖1 實驗室部分研究成果
進入21世紀以來,單元技術實驗室積極開展特種光纖的研究,將稀土摻雜有源光纖、光子晶體光纖、反諧振光纖等特種光纖作為重點發展方向,建成了具有預制棒制備、光纖拉制、光纖測試與表征、光纖器件研發的特種光纖綜合研發平臺。研究成果在OpticsLetter,OpticsExpress,AppliedPhysicsLetters等本領域有重要影響力的國際期刊上發表,獲得國家授權發明專利數十余項。目前承擔著包括國家重點研發計劃在內的多項國家級科研項目。
隨著我國核電事業的高速發展,開發具有自主知識產權的高放廢液玻璃固化技術迫在眉睫。近年來單元技術實驗室積極參與高放廢液玻璃固化配方研發相關的項目,力爭利用團隊在特種玻璃配方研發方面的優勢為我國核電事業的可持續發展貢獻力量。
單元技術實驗室建立了完備的特種玻璃工藝研究平臺、物理化學性質檢測平臺、特種光纖制備及性能檢測平臺、高放廢液固化玻璃性能檢測平臺。為進一步開展特種玻璃、特種光纖、高放廢液固化玻璃配方的研究提供了重要科研條件保障。