杨振宁8次呼吁中国研究的自由电子激光最新进展

2013-08-17 00:06

　　世界范围内的高增益X射线自由电子激光装置进入高速发展阶段，第四代先进光源的概念和全球布局已经初步形成。

　　世界上第一台软X射线自由电子激光（FLASH）于2006年诞生于德国同步加速器实验室（DESY），第一台硬X射线自由电子激光（LCLS）也于2009年在美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）调试成功，迄今为止科学家们已经利用这两台最新的超高亮度相干辐射光源做出了一系列开创性的科学研究成果。此外，还有数台X射线FEL正在亚洲、欧洲和美国等地建设和预研中。日本的硬X射线自由电子激光装置SACLA于2011年6月受激出光，创造了波长短于1nm的新纪录。意大利的软X射线自由电子激光装置FERMI也于2010年12月出光，并已开始了用户实验。中国软X射线自由电子激光试验装置的项目建议书已于2011年2月得到国家发改委的正式批复，预计将在2015年提供高品质的软X射线自由电子激光，与同一园区内的上海光源优势互补，构成具有世界先进水平的光子科学研究平台。

　　我国第四代光源装置

　　2009年，我国世界一流的中能“第三代同步辐射光源”——上海光源（SSRF）的竣工验收，我国也已经积极进行更先进光源的前瞻部署。此前，中国科学院已经向国家建议，在上海光源的北面，建设一台软X射线自由电子激光试验装置，开展短波长自由电子激光装置的预先研究。据悉，今年总长为300米的第四代光源装置“上海X射线自由电子激光”有望在上海张江科技园区内动工，标志着我国大型先进光源的发展进入全新的阶段。

　　据江绵恒介绍，中国科学院正在进行“第四代光源”---自由电子激光光源的预研，并已经做出了“很好的结果”。早在1994年，高能所曾研制成功中红外波段的北京自由电子激光装置，在亚洲第一个实现了饱和出光。自2000年起，在中国科学院、科技部、国家自然科学基金委的先后支持下，上海应用物理所、高能所和中国科技大学以及北京大学已联合开展深紫外自由电子激光的前期和预制研究工作。但这些部署对于发展X射线自由电子激光过于薄弱，我国要跨越发展到X射线自由电子激光，仍存在很多的技术空白和技术难点。

　　韩国第四代放射光加速器

　　近日，韩国浦项加速器研究所的“梦想光工厂”——第四代放射光加速器（PAL-XFEL）项目正式宣告开工建设。目前，浦项研究所正在运转的第三代放射光加速器全长170米，激光能源为3GeV（1GeV = 10亿eV），光的亮度为太阳的一亿倍左右。而第四代放射光加速器长达710米，加上插入装置（250米）和其他装备的话，全长将达1100米。据悉，现在只有美国（LCLS）和日本（SCSS）拥有这一性能的放射光加速器。如果该第四代放射光加速器能够按照计划在2014年年末竣工，韩国将成为第三个拥有这一设备的国家，届时将制造出比太阳还要亮100万万亿倍的光线。