同步輻射光源被譽為“前沿科研的眼睛”“科技的燈塔”，是現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設施項目及配套工程宣布啟動建設，建成后將成為國際先進的低能量區同步輻射裝置，使我國形成全能量區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業研發高地。
 

　　據悉，早在2006年，中國科學技術大學國家同步輻射實驗室就開始了下一代光源的調研工作。2017年底，中國科學院和安徽省聯合出資實施合肥先進光源預研項目，針對關鍵技術進行攻關，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的第四代同步輻射光源，其發射度及亮度指標的設計目標為世界第一，建成后將是全世界最先進的衍射極限儲存環光源。 [1]
 

　　合肥先進光源(HALF)設計定位世界唯一、位于中低能區、“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，將應用于動態世界的觀測，為能源與環境、量子材料、物質與生命交叉等領域帶來前所未有的機遇。
 

　　考慮到大多數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定性的需求，HALF將采用衍射極限儲存環的方案。在實現超低束流發射度的基礎上，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同步輻射光的能力。
 

　　同步輻射光源是指產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)在磁場中偏轉時產生同步輻射的高性能新型強光源。電子同步加速器的出現，特別是電子儲存環的發展，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射線范圍內的連續光譜，并且能根據使用者的需要獲得特定波長的光。
 

　　（2）高準直
 

　　同步輻射光的發射集中在以電子運動方向為中心的一個很窄的圓錐內，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，可以從特殊設計的插入件得到任意偏振狀態的光。
 

　　（4）高純凈與高亮度
 

　　高純凈：同步輻射光是在超高真空中產生的，不存在任何由雜質帶來的污染，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，有優良的脈沖時間結構，其寬度在10-11~10-8秒(幾十皮秒至幾十納秒)之間可調，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、材料結構變化過程和環境污染微觀過程等。
 

　　（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定性、高通量、微束徑、準相干等獨特而優異的性能 。
 

　　素材來源：新華社、百度、中國科學技術大學國家同步輻射實驗室