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直线加速器隧道  黄辛摄

近日，我国首台X射线自由电子激光用户装置——上海软X射线自由电子激光装置（简称SXFEL）调试工作连续取得突破性进展，先后在5.6纳米、3.5纳米、2.4纳米和2.0纳米波长实现自由电子激光放大出光，实现了“水窗”波段全覆盖；并在3.5纳米实现饱和，输出峰值功率超过500兆瓦，X射线贯通光束线传输到达实验站。这一进展表明我国在软X射线自由电子激光研制方面已步入国际先进行列。

该项目装置首席明升体育app家、明升官网工程院院士赵振堂告诉《明升官网明升体育app报》，“水窗”是指波长在2.3纳米到4.4纳米范围的软X射线波段，在此波段内，水对X射线是透明的，但其他构成明升m88的重要元素，例如碳和氧等仍会与X射线相互作用，因而水窗波段的X射线可用于活体生物细胞显微成像等，具有极其重要的明升体育app应用价值。他进一步解释说，在水窗波段，自由电子激光的峰值亮度比同步辐射高十亿倍以上，且同时具备横向和纵向相干性，能够为物理、生物、明升手机等学科提供革命性的研究工具。

据介绍，SXFEL装置是我国第一台X射线相干光源，将与上海同步辐射光源、硬X射线自由电子激光装置和超强超短激光装置等一起，在浦东张江构建具有全球影响力的光子明升体育app设施集群和光子明升体育app研究中心。

上海光源中心副主任、上海软X射线自由电子激光装置项目常务副经理刘波说，整个装置的研制分为试验装置和用户装置两个阶段进行，其最终目标是建成波长覆盖水窗波段的高亮度软X射线自由电子激光光源，并为首批5个实验站供光。SXFEL试验装置已于2020年11月通过国家验收，SXFEL用户装置于2021年1月完成了基于试验装置的升级改造和总体集成。SXFEL装置包括1台光阴极注入器驱动的高性能C波段电子直线加速器、2台束团压缩器、2条50米长的波荡器线、两条光束线以及5个实验站，总长度约300米。电子束最大能量为1.5吉电子伏特，发射度为1.5微米弧度，峰值流强超过800安培，束团电荷量超过500皮库。SXFEL团队于3月完成了直线加速器的调试，之后以国际少有的速度相继实现了5.6纳米、3.5纳米、2.4纳米和2.0纳米自由电子激光的出光放大，输出性能优异。同时，经过昼夜不停的紧张调试，自由电子激光已贯通整个光束线到达实验站。

刘波表示，在目前调试工作的基础上，SXFEL团队正在进一步优化装置参数和性能，将在年内全面实现装置性能达标，为我国光子明升体育app研究和应用提供前所未有的利器。