神光II高功率激光实验装置是由中国科学院和中国工程物理研究院联合研制的一台大规模高功率激光实验装置。
神光II高功率激光实验装置由激光器系统、靶场系统、能源系统、光路自动准直系统、激光参数测量系统以及环境、质量保障等系统组成，是数百台套的各类激光单元或组件的集成，并在空间排布成8路激光放大链，每路激光放大链终端输出激光净口径φ230mm，具有两种脉宽1ns、100ps，3种波长1.053μm、0.53μm、0.35μm的输出能力，该装置终端输出能量达到6KJ/1ns/1.053μm。1994年，高功率激光物理联合实验室（简称“联合室”）启动神光II八路军装置研制，2000年建成投入运行。2002年底，联合室又启动了神光II多功能高能激光系统（简称第九路）的研制，于2005年建成开始试运行。2009年，联合室在专项的支持下，开始了输出能力更高的激光驱动器装置的研制。2014年激光驱动器升级装置集成调试已基本完成，合同的关键输出参数也已全部实现。2015年该装置研制工作全面完成并投入试运行，开展综合物理实验。2025年9月21日，在2025黄浦江创新论坛主论坛上，上海交通大学李政道研究所所长张杰表示，其联合研究团队在“神光二号”装置上已经进行了11轮的大型联合实验，中国聚变三乘积数目已达全球第二。
神光II高功率激光实验装置曾被评为2002年度“中国十大科技进展”之一，并于同年获上海市科技进步奖一等奖，2004年获首届中科院杰出科技成就奖，2005年、2013年获得国家科学技术进步奖二等奖。
历史沿革
建设背景
20世纪60年代随着激光的出现，科学家提出了激光惯性约束聚变科学思想。同一时间，中国著名核物理学家王淦昌院士提出激光聚变倡议，按照这一倡议，在中科院上海光机所开始了高功率激光驱动器的研制和应用。1986年，激光12号实验装置在上海建成，张爱萍将军为装置亲笔题词“神光”， 该装置正式命名为神光I ，从此开启了中国“神光”系列高功率激光装置发展的新篇章。神光I输出两束口径为200mm的激光，工作波长为1.053μm（1ω0 ），脉宽为100ps及1ns可变，最大输出能量为1.6kJ/1ns（1ω），最高输出功率为2×1012W，聚焦后靶面功率密度最高可达1016W/cm2。它的建成，标志着中国已成为国际高功率激光领域中具有这种综合研制能力的少数几个国家之一，是中国激光技术发展中的一项重大成就。1986年，由王淦昌、王大珩倡导，在中科院和中国工程物理研究院两院领导的支持下，中科院上海光机所成立了高功率激光物理联合实验室（简称“联合室”）。联合室主要从事高功率激光实验装置的工程研制，开展高功率激光物理和技术的研究；保障激光装置高质量运行，并开展激光等离子体物理研究。 神光I连续运行了8年，完成了多轮物理实验，在ICF、“863”相关项目实验研究中取得了一 批具有国际先进水平的重大成果，标志着中国在该领域进入世界先进行列。
发展历程
1994年神光I退役，联合室启动神光II八路军装置研制，2000年建成投入运行。八路装置的基频激光输出总能力为6kJ/1ns，并可实现倍频或三倍频运行。此装置被评为2002年度“中国十大科技进展”之一，同年获上海市科技进步奖一等奖，2004年获首届中科院杰出科技成就奖，2005年获国家科学技术进步奖二等奖。
2002年底，联合室又启动了神光II多功能高能激光系统（简称第九路）的研制，于2005年建成开始试运行。第九路提供了一束输出能量更大、输出脉冲宽度等特性都不同于八路装置的激光，其基频输出能力达5.2kJ/3ns，倍频和三倍频转换效率大于60%。作为探针光，它能够为物理实验提供主动的诊断手段，使物理实验人员更加全面、准确地了解有关等离子体的物理现象状态，定量地理解有关物理过程和物理规律。同时也为相关物理实验提供了重要的、更大能量的驱动激光，而且为研制皮秒拍瓦激光系统创造了放大链路的必要条件。第九路获2013年国家科学技术进步奖二等奖。神光II的八路军装置及第九路既可以独立开展实验，也可以相互配合使用。装置的高水平运行，不仅满足了中国ICF研究不断发展的需求，也大大促进了中国高功率激光技术的发展，为中国未来建造更大规模的高功率激光器积累了有益经验，也为中国相关专项的成立奠定了技术基础。
2009年，联合室在专项的支持下，开始了输出能力更高的激光驱动器装置的研制。建成后的驱动器装置激光输出性能得到大幅度拓展和提高，八束激光每路输出能量达到5000J以上，第九路具备皮秒拍瓦激光输出的能力，两者结合，能开展相关重大专项前期物理快点火探索研究及高能高密度物理等前沿基础物理研究。2014年激光驱动器升级装置集成调试已基本完成，合同的关键输出参数也已全部实现。其中，单路八路每路5000J基频输出演示，考核了功率平衡等指基频（1ω）最高输出可达8.05kJ/3ns，近场通量对比度0.09，三倍频最高输出5295J/4.5ns（基频能量7331J），三倍频（3ω）最高到靶效率达到72%；八路军每路5000J基频输出演示，考核了功率平衡等指标，实现八路三倍频到靶24.8KJ，每路穿孔效率达95%以上。2015年该装置研制工作全面完成并投入试运行，开展综合物理实验。
2025年9月21日，在2025浦江创新论坛主论坛上，上海交通大学李政道研究所所长张杰表示，“我们联合研究团队在‘神光二号’装置上已经进行了11轮的大型联合实验，中国聚变三乘积数目已达全球第二。”
基本组成
神光II高功率激光实验装置由激光器系统、靶场系统、能源系统、光路自动准直系统、激光参数测量系统以及环境、质量保障等系统组成，是数百台套的各类激光单元或组件的集成，并在空间排布成8路激光放大链，每路激光放大链终端输出激光净口径φ230mm，具有两种脉宽1ns、100ps，3种波长1.053μm、0.53μm、0.35μm的输出能力，该装置终端输出能量达到6KJ/1ns/1.053μm。
关键技术
为全面达到神光II高功率激光实验装置最终要求的技术指标，采用了中国国产高性能元器件，独立自主地解决了一系列科学技术难题，使神光II高功率激光实验装置项目实现了中国ICF激光驱动器发展史上质的重大跨越，使装置实质性地跨入了当代国际最先进的高功率固体激光驱动器的行列，也成为中国由中国科学院和中国工程物理研究院高水平合作完成的大科学工程的典范。
技术创新点
高功率激光驱动器的科学技术水平最重要的是高激光质量、耐用性、稳定性、可靠性，以及驱动器激光运行输出极高的重复精度。神光II高功率激光实验装置在研制过程中，独立自主地解决了一系列技术难题，创新集成了15项单元新技术。主要包括：（1）创新设计并研制成功的无开关同轴双程片状主放大器，在国际上首次投入运行。（2）在同轴双程主放中创新开拓的带滤波孔小园屏技术，解决了主放大器输出能力问题。（3）首创调Q型损耗调制单纵模激光振荡器核心新技术，在神光II高功率激光实验装置运行中获得国际同行瞩目的高稳定输出。（4）创新型高稳定性冷阴极闸流管控制的时空变换激光脉冲整形技术。（5）为解决激光靶精密瞄准问题独立发明的基频和三倍频严格同轴的高精度ICF靶场模拟光技术。（6）解决高均匀度线聚焦的凸柱面透镜列阵创新设计工作。（7）最新开拓的高激光破坏阈值介质膜平顶超高斯锯齿软边光栏技术。（8）化学法制做有特色的高激光破坏阈值三倍频晶体表面防潮增透膜技术。（9）高效快速自动准直技术，解决了激光装置全系统高精度自动准直、瞄准的关键等。
应用情况
截至2004年，神光II高功率激光实验装置已经累计提供运行打靶2000多发次。开展了惯性约束聚变、X光激光等研究约20轮物理实验。其中ICF直接驱动打靶，获得单发4×109中子，是国际同类装置获中子产额的最好水平。开展的物理实验为中国ICF研究做出了重大贡献，标志着中国ICF实验已经真正跃上了一个短波长、大功率激光打靶的新阶段。
技术性对比
神光II高功率激光实验装置经过多年的关键技术攻关和技术创新集成，最终集成的神光II高功率激光实验装置总体技术水平已达到当前世界同类装置前沿水平。主要表现在：（1）基频单束激光运行输出能量与美国OMEGA装置相同口径φ200mm单束运行能量750焦耳/ns相当。经过4年3000发次以上包括激光调试运行激光运行，神光II高功率激光实验装置全系统没有一块钕玻璃激光片受到严重的激光损伤。（2）激光输出光束质量达到国际同类装置同等技术参数水平。表征光束质量水平的可聚焦功率参数指标为：3.5倍衍射极限范围内包含了70%的激光能量1ω0；8倍衍射极限范围内包含95%的激光能量3ω0。神光II高功率激光实验装置与OMEGA装置9倍衍射极限范围内95%激光能量技术指标相当。经过多年的物理实验、打靶运行，神光II高功率激光实验装置输出激光的通量、等效可聚焦功率密度和时空信噪比都达到了国际先进水平。为物理实验提供了高效的实验平台，确保了该项工作“十五”目标的超额完成。（3）标志激光驱动器设计和光束调控水平的激光光束近场填充因子达到约50%。计及光斑中心区黑区的影响，光束近场填充因子约60%，与日本Gekko-Ⅻ大型激光装置59%的水平相当。尚低于美国OMEGA装置75%的水平。（4）三倍频激光输出能力和稳定性是装置基频光束质量与三倍频技术实力的综合反映。神光II高功率激光实验装置三倍频激光输出以日常运行约60%的激光外转换效率和高稳定输出超过日本Gekko-Ⅻ涨落在30%—50%转换效率的日常运行结果。与美国OMEGA装置最高75%内转换效率相近。（5）神光II高功率激光实验装置采用“选好基准，以动制动”的新技术路线，采用有特色的CCD并行图像处理技术，用约30分钟时间即可实现全系统光路自动准直高精度调整，有效提高了光路自动准直工作效率，总体技术水平高于日本用四象限二极管2个多小时才可实现的Gekko-Ⅻ光路自动准直调整过程。
社会与经济效益
神光II高功率激光实验装置的研制不仅为下一代激光装置提供科学技术经验，而且带动了中国材料科学（激光玻璃、激光晶体、非线性晶体）、精密光学加工与检验（λ/10高平面度、低粗糙度、大口径光学元件研磨技术、金刚石车床飞刀切削大口径KDP晶体技术）、介质膜和化学膜层技术、高质量大口径氙灯工艺、精密机械和装校工艺及高压电能源系统、快速电子学、控制电子学、二元光学技术等相关学科或技术的跨越式发展。神光II高功率激光实验装置的建成并投入运行，标志着中国已具备研制高质量、更大型激光驱动器的综合能力，并为中国的战略能源、惯性约束聚变、X光激光和高能量密度物理等前沿基础研究提供可靠的实验手段，具有潜在的经济效益和重大的社会效益。
所获荣誉
参考资料
参考资料 >
神光II高功率激光实验装置研制.中国科学院.2025-09-21
神光Ⅱ高功率激光实验装置.神光Ⅱ高功率激光实验装置.2025-09-21
【中国“神光二号”再....新浪微博.2025-09-21