【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，上海張江綜合性國家科學(xué)中心又一重大裝置項(xiàng)目——“硬X射線自由電子激光裝置”近期獲批啟動(dòng)。該項(xiàng)目作為《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》優(yōu)先布局的、國內(nèi)迄今為止投資大的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，在國家發(fā)改委、上海市和中科院的共同關(guān)心與支持下，在項(xiàng)目各參建單位的共同努力下，取得了當(dāng)年立項(xiàng)當(dāng)年啟動(dòng)的階段性成果。
 

 

圖片來自上觀新聞
 

　　上海科技大學(xué)是該項(xiàng)目的法人單位，中科院上海應(yīng)用物理研究所和中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所是項(xiàng)目的共建單位。土建工程由申通集團(tuán)上海隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院、華建集團(tuán)上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。
 

　　該裝置建成后，將成為世界上和先進(jìn)的自由電子激光用戶裝置之一，為物理、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等多學(xué)科提供高分辨成像、超快過程探索、先進(jìn)結(jié)構(gòu)解析等研究手段，形成特色、多學(xué)科交叉的先進(jìn)科學(xué)研究平臺(tái)。同時(shí)，張江地區(qū)也將成為集聚同步輻射光源、軟X射線自由電子激光、硬X射線自由電子激光和超強(qiáng)超短激光于同一區(qū)域的光子科學(xué)研究高地。
 

　　什么是自由電子激光？
 

　　自由電子激光是一種以相對(duì)論性電子為介質(zhì)、以相干電磁輻射為發(fā)光原理的大型高技術(shù)裝置。1975年，基于低增益振蕩器工作模式的臺(tái)自由電子激光裝置，誕生于美國斯坦福大學(xué)。迄今為止，低增益自由電子激光仍然主要在紅外波長(zhǎng)范圍。21世紀(jì)以來，基于高增益放大器原理的新型自由電子激光，在技術(shù)上取得了重大突破，自由電子激光已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超高亮度硬x射線的出光，并已經(jīng)應(yīng)用于世界前沿科學(xué)的研究。自由電子激光，具有極其優(yōu)異的特性，包括極高的峰值亮度，比目前好的第三代同步輻射光源高出8到10個(gè)數(shù)量級(jí)；超短的脈沖長(zhǎng)度，可以達(dá)到1飛秒甚至更短；非常好的相干性；波長(zhǎng)覆蓋范圍廣，而且連續(xù)可調(diào)等。
 

　　由于性能方面優(yōu)勢(shì)，自由電子激光被譽(yù)為第四代先進(jìn)光源，是一種探索自然奧秘和發(fā)展高新技術(shù)的先進(jìn)研究平臺(tái)，極大地有助于解決人類面臨的迫切問題，比如綠色化學(xué)、醫(yī)藥創(chuàng)新、清潔能源、新材料與信息科技和實(shí)驗(yàn)室天體物理等。迄今為止，世界上所有大型自由電子激光裝置，都建設(shè)在已經(jīng)擁有第三代同步輻射光源的實(shí)驗(yàn)室，從而構(gòu)成了新一代光子科學(xué)中心。
 

　　軟X射線和硬X射線
 

　　去年11月，位于中科院上海應(yīng)用物理軟X射線自由電子激光用戶裝置正式開工建設(shè)。軟X射線(光子能量~1kev)有一個(gè)重要的波段被稱為“水窗”，是目前可以對(duì)生物活體細(xì)胞進(jìn)行無損傷三維全息成像和顯微成像的“第四代光源”，由于成像時(shí)間精度達(dá)到飛秒級(jí)，它拍攝到的不是生物分子“照片”，而是“視頻”。
 

　　利用波長(zhǎng)為1埃的超高亮度、飛秒級(jí)超快脈沖和相干特性，硬X射線(光子能量~10kev)自由電子激光為廣泛的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域提供了革命性的研究平臺(tái)，比如可以率地獲得各種材料在原子水平的高清晰度顯微圖像；可探測(cè)物質(zhì)飛秒甚至阿秒級(jí)的超快速運(yùn)動(dòng)；觀察天文學(xué)、等離子科學(xué)和基礎(chǔ)物理的高溫高壓高能量密度條件下的現(xiàn)象。
 

　　(原文標(biāo)題：國內(nèi)迄今投資大的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目“硬X射線自由電子激光裝置”獲批啟動(dòng))