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上海超強超短激光實驗裝置（又稱“羲和激光裝置”）為世界首臺10拍瓦（1億億瓦）激光實驗裝置。該裝置于2020年12月通過驗收，2021年投入試運行并對外開放。裝置法人單位為中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所，共建單位為上?？萍即髮W(xué)。由國家發(fā)改委和上海市共同支持，被納入上海建設(shè)具有全球影響力的科創(chuàng)中心、打造世界級重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群的首批重大項目，也是張江綜合性國家科學(xué)中心的核心平臺之一。

羲和激光裝置旨在發(fā)展國際領(lǐng)先水平的10拍瓦級超強超短激光關(guān)鍵技術(shù)，以及利用10拍瓦激光與重復(fù)頻率拍瓦激光驅(qū)動產(chǎn)生超快、多光譜、高亮度光源和超快高性能粒子束，應(yīng)用于物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)等基礎(chǔ)研究。羲和激光裝置主要包括：一臺10拍瓦超強超短激光系統(tǒng)（10PW／1min），同時具備高重復(fù)頻率的1拍瓦級激光輸出束線（1PW／0．1Hz）。

以及極端條件材料科學(xué)研究平臺、超快亞原子物理研究平臺、超快化學(xué)與大分子動力學(xué)研究平臺等3個用戶實驗終端；科研輔助設(shè)施和數(shù)據(jù)中心；一幢裝置實驗大樓。

基于10拍瓦激光系統(tǒng)前端和300焦耳釹玻璃納秒激光系統(tǒng)，可提供飛秒激光與原子分子相互作用以及納秒激光與材料相互作用，用于原子分子及固體材料的超快非線性以及材料中的激光高壓加載等方面的研究。

超快亞原子物理研究平臺：

基于10拍瓦超強超短激光系統(tǒng)和重頻1拍瓦激光系統(tǒng)，可用于強激光驅(qū)動離子加速、電子加速、正電子加速、輻射源、強場QED等強場物理領(lǐng)域的實驗研究，能提供高品質(zhì)離子源、電子源、正電子源及輻射源等，在腫瘤治療、輻射環(huán)境模擬、高精度成像、材料無損探測等民用和軍事領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

超快化學(xué)與大分子動力學(xué)研究平臺：

基于重頻1拍瓦激光系統(tǒng)，可提供飛秒重頻激光、電子束、相干軟X 射線衍射成像、伽馬射線源、太赫茲源等實驗方法，用于超快強場物理作用實驗、超快化學(xué)與大分子動力學(xué)探測、原子核物理探測、高分辨顯微成像等方面的研究。

面向世界科技前沿，面向國家重大需求，羲和激光裝置已運行6000小時，收到來自牛津大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中科院金屬所等大學(xué)和科研單位的課題申請，順利完成了張江實驗室、北京航空航天大學(xué)、頂峰多尺度科學(xué)研究所、中南大學(xué)和上海光機所等用戶的物理實驗。

利用超強超短激光，在 “全光阿秒電子示波器”驗證、拓撲表面態(tài)貢獻的高次諧波輻射及其物理機制等方面取得突破，相關(guān)成果分別發(fā)表在《自然光子學(xué)》［Nature Photonics 15（3）：1～6（2021）］ 和《自然物理》 ［Nature Physics 17（3）：1－5（2021）］ 上。

基于激光加速器的小型化自由電子激光研究取得突破性進展，國際首次實現(xiàn)了基于激光尾波場加速的自發(fā)輻射放大輸出，這標志著我國在國際上率先完成臺式化自由電子激光的原理驗證，該成果作為封面文章發(fā)表于《自然》（Nature）雜志。