記者從近日在上海舉行的主題為“自由電子激光運(yùn)行模式”的第122期東方科技論壇上獲悉：中國(guó)科學(xué)院已經(jīng)決定在上海建設(shè)一臺(tái)軟X射線自由電子激光(簡(jiǎn)稱FEL)試驗(yàn)裝置和研制一個(gè)射頻超導(dǎo)加速單元，作為我國(guó)建設(shè)硬X射線FEL用戶裝置的前期預(yù)制研究工程。

    自由電子激光是一種以相對(duì)論高品質(zhì)電子束作為工作介質(zhì)，在周期磁場(chǎng)中以受激發(fā)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(qū)動(dòng)的X射線FEL裝置，是具有可工作于整個(gè)X射線波段區(qū)的高亮度、短脈沖、可調(diào)諧的新型相干X射線光源，因此被國(guó)際公認(rèn)為“第四代光源”的可行技術(shù)路線之一。目前，美國(guó)、日本、韓國(guó)和歐盟各國(guó)等在其大型科學(xué)設(shè)施規(guī)劃中均對(duì)高增益X射線FEL裝置予以優(yōu)先支持，并且已被提到戰(zhàn)略高度予以部署和實(shí)施。

    大會(huì)執(zhí)行主席、中科院上海應(yīng)用物理所副所長(zhǎng)趙振堂研究員在相關(guān)報(bào)告中指出，硬X射線FEL裝置的投資和規(guī)模都很龐大，與硬X射線FEL裝置相關(guān)的一系列重大關(guān)鍵技術(shù)都是極富挑戰(zhàn)性、綜合性很強(qiáng)的高難尖端技術(shù)。因此，國(guó)際上正在建設(shè)的3個(gè)硬X射線FEL項(xiàng)目：美國(guó)的LCLS、歐洲的EURO- XFEL和日本的SCSS，在總體實(shí)施步驟上都采取了以軟X射線或紫外FEL實(shí)驗(yàn)出光作為起步的做法，并將其作為硬X射線FEL裝置的預(yù)研階段或前期階段來(lái)實(shí)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(dǎo)直線加速器兩類。超導(dǎo)加速器具有束流品質(zhì)好、可在長(zhǎng)宏脈沖或連續(xù)波(CW)模式下等優(yōu)點(diǎn)。若我國(guó)未來(lái)硬X射線FEL選擇射頻超導(dǎo)直線加速器，則射頻超導(dǎo)加速技術(shù)將是其重大關(guān)鍵技術(shù)之一。

    據(jù)專家介紹，我國(guó)短波長(zhǎng)FEL的相關(guān)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(guó)科學(xué)院、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持下，中科院上海應(yīng)用物理研究所、高能物理研究所和中國(guó)科技大學(xué)聯(lián)合開展了上海深紫外高增益FEL實(shí)驗(yàn)裝置的研制工作以及其他關(guān)鍵技術(shù)研究，其中涉及近紫外 (264nm) 階段目標(biāo)的大部分關(guān)鍵設(shè)備已完成并開始現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試。自2002年起，北京大學(xué)、上海應(yīng)用物理所、中國(guó)科技大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室和高能物理研究所聯(lián)合承擔(dān)了國(guó)家“973”項(xiàng)目“基于超導(dǎo)加速器的自由電子激光關(guān)鍵技術(shù)研究”。根據(jù)我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大需求和國(guó)際上X射線光源的發(fā)展態(tài)勢(shì)，我國(guó)“十五”編制的國(guó)家科學(xué)技術(shù)中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃戰(zhàn)略研究報(bào)告明確提出：“應(yīng)立即制訂并分階段實(shí)施從深紫外起步、以X射線為最終目標(biāo)的自由電子激光系統(tǒng)總體發(fā)展計(jì)劃。”（曾聰）