本项目属激光等离子体物理领域。超强超短激光驱动的高能粒子、辐射光场在诸多基础科学研究与应用上有独一无二的优势。项目组提出激光光压加速离子新原理，开辟超强激光驱动新型辐射光场前沿，提出并系统发展了强场涡旋光驱动等离子体的“高角动量密度物理”概念。这些开创性工作极大推动了领域的发展，为实现台面化激光粒子源与辐射光场做出了突出贡献。科学发现点包括：1.   研究强激光驱动粒子源，首次提出超强激光光压加速离子，并不断推动光压驱动离子加速新方向，国内首次利用超强激光成功产生“反物质”。首次提出激光光压整体加速离子，并率先给出光压整体加速的微观物理解释，利用光压加速机制采用结构靶获得单能重离子源。光压整体加速全面解决了原机制低能量、低效率与宽能谱的固有缺陷，是目前公认最有发展前景的激光离子加速机制，得到包括2018诺贝尔物理学奖获得者Mourou在内的国际同行的高度评价。目前已被英国卢瑟福实验室、德国马普研究所、美国LANL国家实验室等的实验结果所证实。项目组在国内首次实现了强激光产生“反物质”，成功观测到激光驱动正电子产生，入选两院院士评选的“2016年度中国十大科技进展新闻”。2.研究强激光驱动辐射光场，提出新辐射光场的产生方法，开辟强场涡旋激光物理这一新的前沿领域，成为国际关注焦点并得到实验验证。提出超强涡旋激光的首个产生方法，即“光扇”反射，并将强场涡旋光应用到激光等离子体领域，提出可同时产生高强度、短波长、高角量子数的涡旋高次谐波方案，理论预言被国际同行实验验证。提出基于激光薄膜靶相互作用的脉宽压缩新方法，将超强激光脉冲压缩到准单周期，相关效应被美国LANL国家实验室的实验证实。本项目的研究成果，是上海科创中心十拍瓦超强超短激光装置SULF与国家重大科技基础设施硬X射线自由电子激光装置中“极端光物理线站”设计的重要依据，后者是国际上目前唯一立项的百拍瓦级激光设施。项目组成员2001年以来共发表相关学术论文53篇（其中包括PRL14篇），Web of Science他引904次。8篇代表性论文SCI他引284次(Web of Science他引311次)，国际会议邀请报告30多次。项目组受邀在《强场激光物理研究前沿》一书中撰写专题五“强激光驱动离子加速”，由Springer出版社出版英文专著《Ion acceleration and extreme light field generation

based on ultra-short and ultra-intense lasers》。4篇代表性论文被评为年度“中国光学重要成果”。基于部分研究成果，项目第一完成人2012年获杰出青年基金，2017年入选“百千万人才计划国家级人选”，2018获“国务院特殊津贴”。项目成果应用于国防专项，项目第一完成人获总装“十一五先进个人”称号。