啥是激光核聚变？高性能强激光光学元件是用来做什么的？在制造高性能强激光光学元件中，中物院激光聚变研究中心先进光学制造团队在实施关键技术攻关中做了哪些努力？

本期川观青年学习小组，我们和青年观察员西南民族大学团委副书记（兼职）纪嘉阳同学一起，走进中物院激光聚变研究中心先进光学制造团队（以下简称“先进光学制造团队”），去看看这个获得了“四川青年五四奖章集体”的青年团队在关键技术攻关中做了哪些努力？

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为啥要制作高性能强激光光学元件？

 

激光核聚变装置需要上万件高性能强激光光学元件进行驱动

众所周知，我们的太阳通过持续50亿年的聚变反应，产生了巨大的能量，哺育着地球上的生命。

那到底啥是核聚变？ 中物院激光聚变研究中心四部副主任樊非告诉记者，核聚变是指用两个轻原子核聚合成一个重原子核。在这个聚合中，会发生质量损失，释放出一个很大的能量。这个释放能量的过程，就叫做核聚变。要完成核聚变，就需要克服原子核之间的库仑斥力，使其可以聚合起来。根据理论计算，需要满足在1亿摄氏度以上和千万个大气压的极端物理条件下，才能使原子核获得足够的动能用来克服库仑斥力。

相关研究显示，核聚变每公斤燃料产生的能量比燃烧石油或煤炭多近四百万倍。因此，可控核聚变是人类彻底摆脱化石能源束缚，推动文明演进的重要途径，激光惯性约束聚变是实现受控核聚变两条主要技术路线之一。它的主要原理就是用足球场规模巨型激光装置输出的超高能激光在亿分之一秒的时间内去轰击微小的核燃料，使其坍缩内爆，创造太阳内部才存在的高温高密度的极端物理环境，从而实现聚变点火。

“激光惯性约束聚变需要激光聚变装置才能进行，而激光聚变装置又需要上万件高性能强激光光学元件进行驱动。”樊非介绍，作为先进光学制造团队，他们的工作主要就是制作这类光学元件。

按照相关要求，高性能强激光光学元件的制作精度要求往往是纳米级别的。这样的精度要求，已接近了制作材料及制造技术的极限。用一个通俗的比喻，如果把光学元件的镜面制作比作一个高标准的滑冰场，那按照相关技术标准，这个滑冰场冰面的最高点和最低点之间的起伏不能超过一根头发丝的范围。因此，大口径强激光光学元件的超精密的批量制造一直是各核大国博弈的核心阵地，也长期面临西方发达国家的封锁与禁运。

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在关键技术攻关中做了哪些努力？

 

在前辈工作的基础上，以每个基础研究的突破带动了整个关键技术的突破

今年1月31日，习近平总书记在二十届中央政治局第二次集体学习时的讲话中指出，要加快科技自立自强步伐，解决外国“卡脖子”问题。

“以激光装置中核心晶体元件为例，由于其特殊的软脆、易潮解的加工特性，被国际公认为‘最难加工的激光光学元件’。”樊非说，由于激光装置中核心晶体元件特殊的加工性质，长期面临西方发达国家的封锁与禁运。

在聊天中，纪嘉阳提出了自己最为关心的问题，那就是——作为五四奖章获奖集体，樊非所在的团队在关键技术攻关中做了哪些努力？

樊非告诉大家，他所在的团队在前辈工作的基础上，从基础理论、加工工艺、机床装备等多个方面开展了针对性的技术攻关，再串珠成链，最终实现了从基础研究到工具到装备再到工艺的全链条突破。简单地说，就是以每个基础研究的突破，来带动整个关键技术的突破。“目前，我们已经具备了国内唯一的激光晶体元件的批量超精密加工能力，我们的元件加工精度已经到达了世界领先的水平。”

在探访中，纪嘉阳了解到先进光学制造团队35周岁以下青年的占比达到60.4%。同样作为青年的他，对先进光学制造团队中青年人的角色非常好奇。为此，纪嘉阳专门向樊非请教，在他们团队中，青年们到底发挥了哪些作用？

“近年来，团队秉承‘同心追光 青年先行’的理念，不断引领青年敢担当、能吃苦、肯奋斗，形成了一支敢打硬仗、能打胜仗的青年队伍。”樊非介绍，在遇到急难险重任务时，他们团队总是习惯让青年人先上。以去年某国家重大任务超大口径光学元件攻关为例，青年人才主动请缨成立了青年突击队。在该元件攻关的关键时期，青年技术骨干长期封闭在单位支帐篷、打地铺、吃盒饭，以一个不停歇的模式闭环攻关。最终，团队实现了超大口径光学元件制造核心技术攻关的重大突破。

“另外，我们单位为了进一步促进青年人快速成长，还为青年科研人员、青年技能人员分别安排可科研辅导员和技能大师进行辅导，帮助他们更好更快地融入聚变事业。”樊非说。