上海光源介绍

1、Reporter : Jinhu Dou2012. 10. 16上海同步辐射光源上海同步辐射光源 （SSRF）电电 磁磁 波波 谱谱波谱的谱域波谱的谱域与物质相互作用的机制与物质相互作用的机制无线电波无线电波在大块物质内在大块物质内，电荷载子，电荷载子的集体振荡。例如，由导体组成的天线，其导的集体振荡。例如，由导体组成的天线，其导体内部的电子的振荡体内部的电子的振荡微波至红外线微波至红外线等离子体振荡，分子转动等离子体振荡，分子转动近红外线近红外线分子振动，等离子体振荡（只在金属里）分子振动，等离子体振荡（只在金属里）可见光可见光分子的电子激发（包括可以在人体视网膜里找到的色素分子），等离子分

2、子的电子激发（包括可以在人体视网膜里找到的色素分子），等离子体振荡（只在金属里）体振荡（只在金属里）紫外线紫外线分子或原子的价电子的激发，包括电子的发射（光电效应）分子或原子的价电子的激发，包括电子的发射（光电效应）X X射线射线原子的内层电子的激发与发射，低原子序数的原子的康普顿散射原子的内层电子的激发与发射，低原子序数的原子的康普顿散射伽马射线伽马射线重元素的内层电子的高能量发射，康普顿散射，原子核的激发（包括原重元素的内层电子的高能量发射，康普顿散射，原子核的激发（包括原子核的解离）子核的解离）超高能量伽马射线超高能量伽马射线粒子和其反粒子的成对产生。在超高能量状况，单独光子与物质的相互

3、粒子和其反粒子的成对产生。在超高能量状况，单独光子与物质的相互作用，能够产生高能量的粒子与反粒子射丛作用，能够产生高能量的粒子与反粒子射丛什什 么么 是是 同同 步步 辐辐 射射 光光 源？源？ 电磁场理论早就预言：在真空中以光速运动的相对论带电粒子在二极磁场电磁场理论早就预言：在真空中以光速运动的相对论带电粒子在二极磁场作用下偏转时，会沿着偏转轨道切线方向发射连续谱的电磁波。作用下偏转时，会沿着偏转轨道切线方向发射连续谱的电磁波。19471947年人类在年人类在电子同步加速器上首次观测到这种电磁波，并称其为同步辐射，后来又称为同电子同步加速器上首次观测到这种电磁波，并称其为同步辐射，后来又称

4、为同步辐射光，并称产生和利用同步辐射光的科学装置为同步辐射光源或装置。步辐射光，并称产生和利用同步辐射光的科学装置为同步辐射光源或装置。 3030多年来，同步辐射光源已经历了三代的发展，它的主体是一台电子储存多年来，同步辐射光源已经历了三代的发展，它的主体是一台电子储存环。环。第一代同步辐射光源第一代同步辐射光源的电子储存环是为高能物理实验而设计的，只是的电子储存环是为高能物理实验而设计的，只是“寄寄生生”地利用从偏转磁铁引出的同步辐射光，故又称地利用从偏转磁铁引出的同步辐射光，故又称“兼用光源兼用光源”；第二代同步第二代同步辐射光源辐射光源的电子储存环则是专门为使用同步辐射光而设计的，主要从

5、偏转磁铁的电子储存环则是专门为使用同步辐射光而设计的，主要从偏转磁铁引出同步辐射光；引出同步辐射光；第三代同步辐射光源第三代同步辐射光源的电子储存环对电子束发射度和大量使的电子储存环对电子束发射度和大量使用插入件进行了优化设计，使电子束发射度比第二代小得多，因此同步辐射光用插入件进行了优化设计，使电子束发射度比第二代小得多，因此同步辐射光的亮度大大提高，并且从波荡器等插入件可引出高亮度、部分相干的准单色光。的亮度大大提高，并且从波荡器等插入件可引出高亮度、部分相干的准单色光。 为为 什什 么么 要要 用用 同同 步步 辐辐 射射 光光 源源? ?直线加速器直线加速器增强器增强器储存环储存环二极

6、铁二极铁四极铁四极铁扭摆磁铁插入件扭摆磁铁插入件同步辐射光具有频谱宽且连续可调同步辐射光具有频谱宽且连续可调（具有从（具有从远红外、可见光、紫外直到远红外、可见光、紫外直到X X射线范围内的射线范围内的连续光谱）连续光谱）、亮度高（第三代同步辐射光源、亮度高（第三代同步辐射光源的的X X射线亮度是射线亮度是X X光机的上亿倍）、高准直度、光机的上亿倍）、高准直度、高偏振性、高纯净性、窄脉冲、精确度高以高偏振性、高纯净性、窄脉冲、精确度高以及高稳定性、高通量、微束径、准相干等独及高稳定性、高通量、微束径、准相干等独特的性能特的性能WavelengthsHard X-rays 0.01-0.3 nmSoft X-rays 0.3-10 nm3.5 GeVweakly scattering samples For more details: http:/同同 步步 辐辐 射射 光光 源源 能能 告告 诉诉 我我 们们 什什 么？么？Delhez, R. et al. J. Appl. Crystallogr. 2004, 37, 381同同 步步 辐辐 射射 光光 源源 能能 告告 诉诉 我我 们们 什什 么？么？McCulloch, I. et al. Nat.