我国首台第四代光源即将进行设备安装

Ne——继鹦鹉螺形上海光源之后，新一代光源——x射线*电子激光装置正在建设中。胡伟成摄影

(记者徐)中国第一个第四代光源——X射线*电子激光测试装置，用了一年半的时间完成了民用和公用工程。设备的安装即将开始。它计划在今年年底点亮，并在2018年正式投入运行。记者昨天从中国科学院上海应用物理研究所获悉，这种*电子激光设备和同步辐射光源的结合将大大提高中国科学家了解物质内部结构的能力。

中科院上海应用物理研究所所长赵表示，作为新一代光源，X射线*电子激光的峰值亮度比第三代同步辐射光源高10-10亿倍。脉冲长度可以达到飞秒量级(1/1000万亿秒)，比第三代同步辐射光快1000倍。此外，它有更好的相干性，“因为它的光脉冲很短，它可以为分子做薄膜，而第三代光源只能为分子拍照。”

X射线*电子激光器的出现为物理、化学、生物、材料等学科的前沿研究开辟了一个全新的领域，成为实现科学突破和技术创新的研究武器。

迄今为止，随着新一代光源的出现，人类已经解决了许多重要的科学问题，如控制原子样品上的单个电子，从里到外逐个剥离电子，开创了非线性X射线科学的新时代。实现了对化学反应中化学键断裂和键合过程的实时观察。已经实现了对决定布鲁氏锥虫(引起非洲昏睡病)存活的关键酶的蛋白质晶体结构分析。成功地分析了视紫红质和阻遏蛋白复合物的晶体结构。

上海X射线*电子激光装置离鹦鹉螺上海光源只有几十米远。事实上，“同步辐射光源+X射线*电子激光器”是光子科学平台发展的最新方向。目前，世界上有六个这样的组合，分别位于德国、美国、日本、韩国、瑞士和意大利。在张江，这种光源组合正在兴起。赵表示，第三代和第四代光源共同搭建的大型科学平台可以为科学家提供更先进、更丰富的综合实验手段。

正在建设的新一代光源是测试设备、用户设备和活细胞研究平台的集成。该研究所*电子激光部主任王东说，新光源的总建筑长度约为550米，测试设备长300米。新建成的加速器隧道大约6米宽，将来将容纳两个并行的线性加速器。

这是一种软x光*电子激光装置，将在生物、化学、材料等领域发挥重要作用他说，在此基础上，硬X射线*电子激光器也可以建成。

赵表示，当硬X射线波段*电子激光装置建成后，中国的光源组合将与美、德、日保持同步。

由于上海光源积累的人才和技术以及与企业的密切合作，新一代光源的大部分关键设备都是在中国制造的。王东介绍，除速调管外，待安装的加速器和波荡器必须进口，其他主要部件均为国产。

据悉，250米长的波荡器大厅和实验大厅也将在测试装置的后端投入建设。在实验大厅里，*电子激光器将被分成不同的光束，以满足不同科学实验的需要。

正在建造的软x光*电子激光器将覆盖两个重要波段:“水窗”(波长2.3-4.4纳米)和“磁窗”(波长2纳米)。在“水窗”波段，可以在良好的对比度下观察活细胞和生物样品，然后可以对活细胞进行三维全息成像和显微成像——这是生命科学研究中前所未有的设备。然而，在“磁窗”带中，有大量磁性材料的原子共振吸收边，这在研究超快物理化学过程和大容量磁光存储器件中起着重要作用。(原标题:“鹦鹉螺”在新一代光源下崛起)