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钟良枢研究员荣获中科院上海分院“杰出青年科技創新人才”称号

X射線自由電子激光試驗裝置在8.8納米實現

大于10微焦的脈沖輸出

文章來源:    發布時間:2020-01-21

國家重大科技基礎設施--X射線自由電子激光試驗裝置(簡稱SXFEL試驗裝置)調試取得重大進展,首次在軟X射線8.8納米波長實現大于10微焦的脈沖能量輸出。 

SXFEL試驗裝置團隊經過5年的艱苦努力,攻克多項技術難題,于118日淩晨首次在8.8納米實現了大于10微焦的全相幹自由電子激光輸出,輸出能量最大12微焦,對應5千億個光子。這是我國已經實現的輸出波長最短的自由電子激光,標志著我國已經掌握了軟X射線自由电子激光装置的物理设计、关键技术和集成调试。此外,SXFEL試驗裝置的技術積累和人才培養爲SXFEL用戶裝置和硬X射線自由电子激光装置的建设奠定了基础。 

SXFEL試驗裝置的科學目標爲探索兩級外種子自由電子激光級聯模式,以發展硬X射線自由电子激光装置的技术路线,解决并掌握关键技术。该装置由光阴极注入器、主加速器、两级级联波荡器和公用设施等组成,设计波长为8.8納米,脈沖長度100-200飛秒,峰值功率100兆瓦。在之前的調試過程中,SXFEL試驗裝置已經先後在44.3納米、17.7納米、13.3納米、11.1納米分別輸出了70微焦、36微焦、28微焦和22微焦的光脈沖能量。目前,項目團隊正在繼續努力進一步提高輸出穩定性和輸出能量,積極爲國家驗收作好准備。 

SXFEL试验装置由中國科學院和教育部共同建设,项目法人单位为中國科學院上海应用物理研究所,北京大学为共建单位,清华大学为合作单位。装置建设得到了上海科技大学、中國科學院高能物理研究所和中國科學院大连化学物理研究所等单位的大力支持和积极参与。  

自由電子激光脈沖能量實時測量

 自由電子激光增益曲線 

自由電子激光光斑

 自由電子激光光譜