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记者从近日在上海举行的主题为“自由电子激光运行模式”的第122期东方科技论坛上获悉：中国科学院已经决定在上海建设一台软X射线自由电子激光(简称FEL)试验装置和研制一个射频超导加速单元，作为我国建设硬X射线FEL用户装置的前期预制研究工程。
自由电子激光是一种以相对论高品质电子束作为工作介质，在周期磁场中以受激发射方式放大电磁辐射的新型激光光源。由射频电子直线加速器驱动的X射线FEL装置，是具有可工作于整个X射线波段区的高亮度、短脉冲、可调谐的新型相干X射线光源，因此被国际公认为“第四代光源”的可行技术路线之一。目前，美国、日本、韩国和欧盟各国等在其大型科学设施规划中均对高增益X射线FEL装置予以优先支持，并且已被提到战略高度予以部署和实施。
大会执行主席、中科院上海应用物理所副所长赵振堂研究员在相关报告中指出，硬X射线FEL装置的投资和规模都很庞大，与硬X射线FEL装置相关的一系列重大关键技术都是极富挑战性、综合性很强的高难尖端技术。因此，国际上正在建设的3个硬X射线FEL项目：美国的LCLS、欧洲的EURO-XFEL和日本的SCSS，在总体实施步骤上都采取了以软X射线或紫外FEL实验出光作为起步的做法，并将其作为硬X射线FEL装置的预研阶段或前期阶段来实施。
X射线FEL装置所采用的射频电子直线加速器有常温直线加速器和超导直线加速器两类。超导加速器具有束流品质好、可在长宏脉冲或连续波(CW)模式下等优点。若我国未来硬X射线FEL选择射频超导直线加速器，则射频超导加速技术将是其重大关键技术之一。
据专家介绍，我国短波长FEL的相关研究工作是在杨振宁先生的建议下起步的。自1997年起，在中国科学院、科技部、国家自然科学基金委的支持下，中科院上海应用物理研究所、高能物理研究所和中国科技大学联合开展了上海深紫外高增益FEL实验装置的研制工作以及其他关键技术研究，其中涉及近紫外(264nm) 阶段目标的大部分关键设备已完成并开始现场安装、调试。自2002年起，北京大学、上海应用物理所、中国科技大学国家同步辐射实验室和高能物理研究所联合承担了国家“973”项目“基于超导加速器的自由电子激光关键技术研究”。根据我国科学技术发展的重大需求和国际上X射线光源的发展态势，我国“十五”编制的国家科学技术中长期发展计划战略研究报告明确提出：“应立即制订并分阶段实施从深紫外起步、以X射线为最终目标的自由电子激光系统总体发展计划。”
编辑：LC-HY
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