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超短超强激光与物质的相互作用研究（强场物理）是目前物理学非常活跃的前沿研究领域之一。这种相互作用可以产生超高温度和压强、超强磁场、超强加速电场、超短辐射的极端实验条件，是目前在地球上进行高能量密度物理研究的重要手段，而且与激光惯性约束聚变研究密切相关。在国家自然科学基金、863高技术等项目的资助下，中国科学院物理研究所强场物理研究组张杰院士（现为上海交通大学校长）、研究员魏志义、盛政明、副研究员李玉同等人，在过去的几年里，围绕超短强激光脉冲与等离子体作用产生的新型粒子和辐射源这个方向，开展了一系列的创新研究，取得了如下重要的发现和突破性进展：
(1)提出了激光等离子体尾波场可以在一定条件下通过线性模式转换产生兆瓦级超强太赫兹辐射的理论。这为太赫兹辐射的应用提供崭新的手段，也为太赫兹物理进入到非线性区域提供了可能。在等离子体波电子加速器中，这个辐射也可以用来诊断等离子体波的振幅，相关文章发表在Phys.
Rev. Lett.（2005, 94: 095003）上。
(2)首次发现了当强激光的入射角较大时，会在沿着靶面方向产生方向性很好的高能电子束。这个结果不仅对于理解锥型靶在快点火激光核聚变的物理过程中所起的作用有重要意义，而且还揭示了一种利用强激光产生稳定性高、发散角小、方向性好的高能电子束的简便方法，所产生的高能电子束对于超快电子衍射、超短x射线脉冲的产生、尾波加速中的电子注入等应用都有重要意义，相关文章发表在Phys.
Rev. Lett.（2006, 96: 165003）上（图1）。
(3)在对产生的高能粒子方向的控制方面，发现经过特殊设计的“锥丝”组合靶对高能质子的发射具有引导作用，数值模拟与实验符合很好。这个结果对通过靶的设计来控制大通量高能粒子输运等高能密度物理现象具有重要启示，相关文章发表在Phys.
Rev. Lett.(2006, 96: 084802)上（图2）。
(4)提出了等离子体光栅产生的理论以及用它来操控强激光的方法。发现入射光和反射光在低密度等离子体中形成的干涉场可以产生深度的等离子体密度调制或等离子体光栅。这种等离子体光栅具有超宽的光子带隙和很大的色散。由于这种等离子体光栅比一般光栅的破坏阈值高出3个数量级，它可以作为控制超短强激光脉冲的一种强有力的新型工具，相关文章发表在Appl.
Phys. Lett.（2005, 87: 201502）上。
(5)研究了光丝间的相位差和入射角度对超强飞秒激光在大气中传输物理过程的影响。发现相位相同的光丝在传输中相互吸引，相位相反的光丝则相互排斥。这一结果使人们更加深入地认识到多丝效应对等离子体通道长度和稳定性的影响，这对超强激光在大气中长距离传输的实现有重要意义，相关文章发表在Phys.
Rev.Lett.（2006, 96: 025003）上。
在过去两年里，他们在Physical Review
Letters上发表论文5篇，在国际重要学术会议，譬如快点火激光聚变会议、国际聚变能科学和应用会议等国际会议上作了20多次邀请报告，引起了国内外强场物理学术界的广泛关注。该研究组还同英国、日本、美国等国际重要强场物理研究基地建立了密切的合作和伙伴关系。 |
