同步輻射光源被譽為“前沿科研的眼睛”“科技的燈塔”，是現(xiàn)代科學不可或缺的大型研究平臺。9月20日，在安徽省合肥市未來大科學城，合肥先進光源國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目及配套工程宣布啟動建設(shè)，建成后將成為國際先進的低能量區(qū)同步輻射裝置，使我國形成全能量區(qū)覆蓋的先進光源體系，加快推動合肥等地成為世界級光子科學研究中心和產(chǎn)業(yè)研發(fā)高地。
據(jù)悉，早在2006年，中國科學技術(shù)大學國家同步輻射實驗室就開始了下一代光源的調(diào)研工作。2017年底，中國科學院和安徽省聯(lián)合出資實施合肥先進光源預研項目，針對關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)，并于2020年底圓滿通過項目工藝驗收。
合肥先進光源(half)是基于衍射極限儲存環(huán)的第四代同步輻射光源，其發(fā)射度及亮度指標的設(shè)計目標為世界第一，建成后將是全世界最先進的衍射極限儲存環(huán)光源。[1]
合肥先進光源(half)設(shè)計定位世界唯一、位于中低能區(qū)、“具有鮮明衍射極限及全空間相干特色”的第四代同步輻射光源，將應用于動態(tài)世界的觀測，為能源與環(huán)境、量子材料、物質(zhì)與生命交叉等領(lǐng)域帶來前所未有的機遇。
考慮到大多數(shù)同步輻射實驗高亮度、高通量、靈活控制的偏振特性、高度空間相干和高穩(wěn)定性的需求，half將采用衍射極限儲存環(huán)的方案。在實現(xiàn)超低束流發(fā)射度的基礎(chǔ)上，half將安裝近30臺以上的高性能插入元件，能夠同時支持多個用戶的同步輻射實驗研究。此外，其彎鐵輻射同樣具有高亮度、高通量和高相干性的特征，因此half將具備同時向大于60條光束線站提供高品質(zhì)同步輻射光的能力。
同步輻射光源是指產(chǎn)生同步輻射的物理裝置，它是一種利用相對論性電子(或正電子)在磁場中偏轉(zhuǎn)時產(chǎn)生同步輻射的高性能新型強光源。電子同步加速器的出現(xiàn)，特別是電子儲存環(huán)的發(fā)展，推動了同步輻射的廣泛應用。同步輻射的早期研究是在電子同步加速器上進行的，有人把它稱為第零代光源。
同步輻射光的特性
（1）寬波段
同步輻射光的波長覆蓋面大，具有從遠紅外、可見光、紫外直到 x射線范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，并且能根據(jù)使用者的需要獲得特定波長的光。
（2）高準直
同步輻射光的發(fā)射集中在以電子運動方向為中心的一個很窄的圓錐內(nèi)，張角非常小，幾乎是平行光束，堪與激光媲美。
（3）高偏振
從偏轉(zhuǎn)磁鐵引出的同步輻射光在電子軌道平面上是完全的線偏振光，此外，可以從特殊設(shè)計的插入件得到任意偏振狀態(tài)的光。
（4）高純凈與高亮度
高純凈：同步輻射光是在超高真空中產(chǎn)生的，不存在任何由雜質(zhì)帶來的污染，是非常純凈的光。
高亮度：同步輻射光源是高強度光源，有很高的輻射功率和功率密度，第三代同步輻射光源的 x射線亮度是 x光機的上千億倍。
（5）窄脈沖
同步輻射光是脈沖光，有優(yōu)良的脈沖時間結(jié)構(gòu)，其寬度在10-11~10-8秒(幾十皮秒至幾十納秒)之間可調(diào)，脈沖之間的間隔為幾十納秒至微秒量級，這種特性對“變化過程”的研究非常有用，如化學反應過程、生命過程、材料結(jié)構(gòu)變化過程和環(huán)境污染微觀過程等。
（6）可精確預知
同步輻射光的光子通量、角分布和能譜等均可精確計算，因此它可以作為輻射計量———特別是真空紫外到 x射線波段計量———的標準光源。
此外，同步輻射光還具有高度穩(wěn)定性、高通量、微束徑、準相干等獨特而優(yōu)異的性能。
素材來源：新華社、百度、中國科學技術(shù)大學國家同步輻射實驗室