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X射線自由電子激光試驗裝置兩級級聯HGHG自由電子激光

通過工藝測試

文章來源:    發布時間:2020-06-06

2020526日至28日,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)完成并通过了中國科學院条件保障与财务局组织的自由电子激光(兩級級聯HGHG)工藝測試。測試專家組由8名专家组成,分别来自中國科學院近代物理所、中國科學院物理所、中國科學院高能物理所、中國科學院大连化物所、中国工程物理研究院、中国科技大学、上海交通大学和上海科技大学,夏佳文院士任组长。 

專家組聽取了SXFEL試驗裝置兩級級聯HGHG調試情況報告和自測報告,討論形成了工藝測試大綱,並進行了現場測試。實測結果表明,兩級級聯HGHG輸出X射線自由電子激光的波長、脈沖長度和功率等指標均達到或優于設計指標,最大峰值功率爲207兆瓦,最可幾峰值功率爲125兆瓦。測試期間,裝置72小時正常運行,保持連續出光。 

此前,于2019319日,SXFEL試驗裝置的直线加速器通过了中國科學院条件保障与财务局组织的工艺测试,束团电荷量、束流能量、束团长度、归一化发射度全部达到或优于设计指标。高品质电子束的持续稳定輸出,为自由电子激光调试顺利实施提供了保障。 

兩級級聯HGHG自由电子激光通過工藝測試标志着SXFEL試驗裝置已達到項目可行性研究報告批複的全部驗收指標。 

SXFEL試驗裝置的主要建設內容是研制一台基于840MeV电子直线加速器的兩級級聯种子型软X射線(8.8nm)自由電子激光裝置,項目于2015年初正式開工建設,先後攻克了高亮度光陰極注入器、C波段高梯度微波加速單元、C波段和X波段偏轉腔束流測量單元、小間隙高精度波蕩器、腔式束流位置探測器和激光電子束同步等關鍵技術;掌握了低發射度直線加速器多維度束流反饋技術及穩定運行、束流相空間的精確控制、X射線脈沖的在線診斷、基于X射線的波蕩器軌道准直等調束調光方法。 

SXFEL試驗裝置是我国已经实现的輸出波长最短、脉冲长度最短的自由电子激光大科學裝置,它的建成標志著我國已經掌握了X射線自由電子激光裝置的物理設計、關鍵技術和集成調試方法,爲SXFEL用戶裝置和硬X射線自由電子激光裝置的建設奠定了堅實基礎。  

 

 

增益曲线及輸出光斑 

運行記錄:FEL輸出脉冲最大峰值功率 

現場測試 

專家討論