【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】同步輻射光源被譽(yù)為“前沿科研的眼睛”“科技的燈塔”，是現(xiàn)代科學(xué)不可或缺的大型研究平臺。9月20日，在安徽省合肥市未來大科學(xué)城，合肥先進(jìn)光源國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目及配套工程宣布啟動(dòng)建設(shè)，建成后將成為國際先進(jìn)的低能量區(qū)同步輻射裝置，使我國形成全能量區(qū)覆蓋的先進(jìn)光源體系，加快推動(dòng)合肥等地成為世界級光子科學(xué)研究中心和產(chǎn)業(yè)研發(fā)高地。
 

　　據(jù)悉，早在2006年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室就開始了下一代光源的調(diào)研工作。2017年底，中國科學(xué)院和安徽省聯(lián)合出資實(shí)施合肥先進(jìn)光源預(yù)研項(xiàng)目，針對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，并于2020年底圓滿通過項(xiàng)目工藝驗(yàn)收。
 

　　合肥先進(jìn)光源(HALF)是基于衍射極限儲存環(huán)的第四代同步輻射光源，其發(fā)射度及亮度指標(biāo)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為世界第一，建成后將是全世界最先進(jìn)的衍射極限儲存環(huán)光源。 [1]
 

　　合肥先進(jìn)光源(HALF)設(shè)計(jì)定位世界唯一、位于中低能區(qū)、“具有鮮明衍射極限及全空間相干特色”的第四代同步輻射光源，將應(yīng)用于動(dòng)態(tài)世界的觀測，為能源與環(huán)境、量子材料、物質(zhì)與生命交叉等領(lǐng)域帶來前所未有的機(jī)遇。
 

　　考慮到大多數(shù)同步輻射實(shí)驗(yàn)高亮度、高通量、靈活控制的偏振特性、高度空間相干和高穩(wěn)定性的需求，HALF將采用衍射極限儲存環(huán)的方案。在實(shí)現(xiàn)超低束流發(fā)射度的基礎(chǔ)上，HALF將安裝近30臺以上的高性能插入元件，能夠同時(shí)支持多個(gè)用戶的同步輻射實(shí)驗(yàn)研究。此外，其彎鐵輻射同樣具有高亮度、高通量和高相干性的特征，因此HALF將具備同時(shí)向大于60條光束線站提供高品質(zhì)同步輻射光的能力。
 

　　同步輻射光源是指產(chǎn)生同步輻射的物理裝置，它是一種利用相對論性電子(或正電子)在磁場中偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生同步輻射的高性能新型強(qiáng)光源。電子同步加速器的出現(xiàn)，特別是電子儲存環(huán)的發(fā)展，推動(dòng)了同步輻射的廣泛應(yīng)用。同步輻射的早期研究是在電子同步加速器上進(jìn)行的，有人把它稱為第零代光源。
 

　　同步輻射光的特性
 

　　（1）寬波段
 

　　同步輻射光的波長覆蓋面大，具有從遠(yuǎn)紅外、可見光、紫外直到 X射線范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，并且能根據(jù)使用者的需要獲得特定波長的光。
 

　　（2）高準(zhǔn)直
 

　　同步輻射光的發(fā)射集中在以電子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橹行牡囊粋€(gè)很窄的圓錐內(nèi)，張角非常小，幾乎是平行光束，堪與激光媲美。
 

　　（3）高偏振
 

　　從偏轉(zhuǎn)磁鐵引出的同步輻射光在電子軌道平面上是完全的線偏振光，此外，可以從特殊設(shè)計(jì)的插入件得到任意偏振狀態(tài)的光。
 

　　（4）高純凈與高亮度
 

　　高純凈：同步輻射光是在超高真空中產(chǎn)生的，不存在任何由雜質(zhì)帶來的污染，是非常純凈的光。
 

　　高亮度：同步輻射光源是高強(qiáng)度光源，有很高的輻射功率和功率密度，第三代同步輻射光源的 X射線亮度是 X光機(jī)的上千億倍。
 

　　（5）窄脈沖
 

　　同步輻射光是脈沖光，有優(yōu)良的脈沖時(shí)間結(jié)構(gòu)，其寬度在10-11~10-8秒(幾十皮秒至幾十納秒)之間可調(diào)，脈沖之間的間隔為幾十納秒至微秒量級，這種特性對“變化過程”的研究非常有用，如化學(xué)反應(yīng)過程、生命過程、材料結(jié)構(gòu)變化過程和環(huán)境污染微觀過程等。
 

　　（6）可精確預(yù)知
 

　　同步輻射光的光子通量、角分布和能譜等均可精確計(jì)算，因此它可以作為輻射計(jì)量———特別是真空紫外到 X射線波段計(jì)量———的標(biāo)準(zhǔn)光源。
 

　　此外，同步輻射光還具有高度穩(wěn)定性、高通量、微束徑、準(zhǔn)相干等獨(dú)特而優(yōu)異的性能 。
 

　　素材來源：新華社、百度、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室