記者從近日在上海舉行的主題為“自由電子激光運行模式”的第122期東方科技論壇上獲悉：中國科學院已經決定在上海建設一臺軟X射線自由電子激光(簡稱FEL)試驗裝置和研制一個射頻超導加速單元，作為我國建設硬X射線FEL用戶裝置的前期預制研究工程。
自由電子激光是一種以相對論高品質電子束作為工作介質，在周期磁場中以受激發射方式放大電磁輻射的新型激光光源。由射頻電子直線加速器驅動的X射線FEL裝置，是具有可工作于整個X射線波段區的高亮度、短脈沖、可調諧的新型相干X射線光源，因此被國際公認為“第四代光源”的可行技術路線之一。目前，美國、日本、韓國和歐盟各國等在其大型科學設施規劃中均對高增益X射線FEL裝置予以優先支持，并且已被提到戰略高度予以部署和實施。
大會執行主席、中科院上海應用物理所副所長趙振堂研究員在相關報告中指出，硬X射線FEL裝置的投資和規模都很龐大，與硬X射線FEL裝置相關的一系列重大關鍵技術都是極富挑戰性、綜合性很強的高難尖端技術。因此，國際上正在建設的3個硬X射線FEL項目：美國的LCLS、歐洲的EURO- XFEL和日本的SCSS，在總體實施步驟上都采取了以軟X射線或紫外FEL實驗出光作為起步的做法，并將其作為硬X射線FEL裝置的預研階段或前期階段來實施。
X射線FEL裝置所采用的射頻電子直線加速器有常溫直線加速器和超導直線加速器兩類。超導加速器具有束流品質好、可在長宏脈沖或連續波(CW)模式下等優點。若我國未來硬X射線FEL選擇射頻超導直線加速器，則射頻超導加速技術將是其重大關鍵技術之一。
據專家介紹，我國短波長FEL的相關研究工作是在楊振寧先生的建議下起步的。自1997年起，在中國科學院、科技部、國家自然科學基金委的支持下，中科院上海應用物理研究所、高能物理研究所和中國科技大學聯合開展了上海深紫外高增益FEL實驗裝置的研制工作以及其他關鍵技術研究，其中涉及近紫外 (264nm) 階段目標的大部分關鍵設備已完成并開始現場安裝、調試。自2002年起，北京大學、上海應用物理所、中國科技大學國家同步輻射實驗室和高能物理研究所聯合承擔了國家“973”項目“基于超導加速器的自由電子激光關鍵技術研究”。根據我國科學技術發展的重大需求和國際上X射線光源的發展態勢，我國“十五”編制的國家科學技術中長期發展計劃戰略研究報告明確提出：“應立即制訂并分階段實施從深紫外起步、以X射線為最終目標的自由電子激光系統總體發展計劃。”（曾聰）
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