研究光源实验光源

1月19日，上海光源国家重大科学工程国家验收会在上海召开。验收会召开前，上海光源工程总指挥、中国科学院副院长江绵恒欣喜地接受了记者专访。 　　他指出：“上海光源以远少于世界同类装置的投资，以世界上同类装置的最快建造速度，实现了优异的性能，进入国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源的行列，成为国际上最先进的同步辐射装置之一。” 　　同时，他强调，上海光源高质量的建成，是依靠我国自己培养的中青年科学家，充分发挥我国制度优势、坚强有力的领导和紧密有效的院地合作和积极争取国际交流合作的典范，“上海光源工程的建成是一种民族自强的体现，她显示了我国在高新技术领域占有一席之地的决心和意志”。 　　《科学时报》：上海光源能做什么?上海光源的科学地位和作用是什么? 　　江绵恒：上海光源是一个多学科开放共享的实验平台，它提供性能非常优异的光——从红外线到高能X射线(硬X射线)宽广波段、光谱连续的光，为全国乃至全世界诸多学科的前沿基础研究和高新技术开发应用，提供了一个最先进又不可替代的工具。 　　比如医学成像，上海光源的成像线站的静态分辨率已经达到0.8微米——比千分之一毫米还小，远远优于传统X光成像(毫米级)。 　　又比如材料研究，上海光源X射线吸收精细结构谱(XAFS)线站已经开展了对催化剂反应过程的原位动态研究，小角散射线站进行了离线的碳纤维原丝纺丝成形过程、蚕丝形成过程的材料结构研究，下一步要争取做到原位研究。 　　《科学时报》：建设上海光源在我国科学技术发展战略上的意义何在? 　　江绵恒：中国科学院曾经作过一项研究，人均GDP少于300美元的经济体，其技术创新一般处于以使用技术为主的阶段 300～4750美元时，一般处于以改进技术为主的阶段 人均GDP到4750美元以上时，就要依靠自己创造技术了。我国现在人均GDP已经超过3000美元，我们要跨越式发展，就必须加强自主创新。而上海光源就为自主创新所需要的前沿探索和技术突破提供了高效手段。 　　概括来说，上海光源的意义有三个主要方面：第一，上海光源将为我国的多学科前沿研究和高新技术开发应用提供先进的实验平台，将为提升我国的综合科技实力作出不可替代的重要贡献。利用上海光源的同步辐射实验技术开展实验研究，所涉及的学科之众多，应用的领域之广泛，是其他大科学装置无法比拟的。 　　第二，上海光源将为不同学科间的相互渗透和交叉融合创造优良条件，为组建综合性国家大型科研基地奠定基础。上海光源首批建设的光束线和实验站居国际先进水平，可同时容纳近百名来自不同学科和高技术领域的科学家、工程师开展科学实验。将来线站建满后，同时容纳的研究人员可达上千名 同时围绕上海光源将建设蛋白质研究中心——国家已立项开始建设，材料研究中心、纳米研究中心等。如此之多的研究人员聚集在这里，使上海光源自然而然成为综合性的大型前沿研究中心，为萌发新思想、创造新方法和开辟新学科提供极为有利的环境条件。 　　第三，上海光源将直接带动我国相关工业的发展。除了为相关高技术产业发展提供研发手段之外，上海光源本身属集成创新，它的建设涉及加速器、光束线站及建安方面的众多关键技术难题，上海光源的建设也直接带动我国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工、X射线光学、快电子学、超大系统自动控制技术以及高稳定建筑等先进技术和工业的发展。大科学工程的实践证明，这种带动作用的间接效应所带来的社会和经济效益是非常大的。 　　《科学时报》：上海光源是以自主研制为主吗?它的成功研制对我国高技术制造业发展有什么样的推动作用? 　　江绵恒：由这个领域的院士专家进行的工艺鉴定认为，上海光源实现了高水平的集成创新，自主研制的设备超过70%。实际上，上海光源从建筑、装置到设备，它的设计完全是我们自己的科技队伍做出的，它的安装也是我们自己的技术工人队伍完成的，达到了非常高的工艺水平，令国际同行叹服。比如180米的增强器，用于修正电子束流轨道的40块校正磁铁，1块也没用就调通了，说明我们的设计、加工、安装几乎没有偏差，在世界加速器界可能是“空前”的。 　　上海光源工程的参建、参研单位主要的就有上百家。上海光源国际先进的定位，对这些单位提出了近乎苛刻的要求，需要他们“跳一下”才有可能达到。而就是在这个“跳一下”的过程中，在工程科研团队的指导与合作下，相关单位和企业的技术能力都获得了提升、飞跃。 　　《科学时报》：院市合作在上海光源建设中发挥了关键作用，您如何评价与上海市共建上海光源这一机制创新? 　　江绵恒：上海光源是院市合作的典范。这种合作创新机制为地方聚焦国家战略、服务国家战略创造了成功范例。 　　需要强调的是，上海市对上海光源这一大科学工程具有前瞻性的战略眼光。在1998年上海光源预研研究时，总经费8000万元中，上海市就投入了6000万元，中国科学院则组织北京高能所、合肥光源的专家骨干，与上海应用物理所的科研人员组成预研工程队伍，为上海光源的研制奠定了坚实的基础。工程立项开工，上海市无偿划拨了张江的300亩地，并且将上海光源工程纳入上海市重大工程和首批科教兴市重大项目予以保障，极大地保障了工程的顺利实施。在争取和完成这一国家任务的过程中，院市双方通力协作，发挥各自的优势，开创了我国大科学工程建设的新模式。 　　《科学时报》：上海光源工程的人才队伍是如何培养和建设的?是什么样的激励机制使上海光源工程建设队伍能在这样短的时间内高质量建成上海光源? 　　江绵恒：我为有一支凝结着严谨高效、勇攀高峰的创新精神，实事求是、精益求精的科学精神，团结协作、顽强拼搏的奉献精神的上海光源工程队伍而深感自豪，正是这种“上海光源精神”激励着他们拼搏攻关。 　　我们的前工程办主任汤杰，在2009年2月，距成功只有2个月的时候，因积劳成疾，高血压突发脑溢血去世了，年仅43岁。他是一个很机灵的上海小伙子，能力很大。挣钱的机会很多，但他为了热爱的上海光源事业，十几年如一日，全心投入工程，在工地、现场几乎总能看到他，是公认的上海光源的“大管家”。为什么?这是精神的力量。 　　上海光源工程队伍，开工时主要骨干的平均年龄约37岁，在加速器界显得很年轻，缺乏工程经验，而且队伍规模也很不足。怎么办?经验不足，我们就加强培养和岗位锻炼，提倡“干中学”，请来国内外特定领域的专家交流指导，组织专业知识培训、参加夏季加速器学校学习，提高能力 送到国外在建光源短期学习实践，在调试时实行跨分总体、跨线站的排班制度，积累经验。规模不足，我们根据需要引进关键岗位适用人才——上海光源本着务实原则引进人才，骨干队伍中直接从海外引进的约8%，主体主要是通过国内科研实践的锻炼自主培养。经过工程建设的锤炼，我们培养造就了一支高水平能战斗的年轻的大科学工程队伍。 　　《科学时报》：上海光源下一步如何发展，有什么计划和设想? 　　江绵恒：首先是高质量地运行好上海光源，使首批7条线站充分发挥作用，产出高水平的用户实验成果。工程验收后，就要转入运行开放，要成立上海光源的运行组织体系——国家科学中心。 　　其次要尽快把后续线站建起来。现在国家批准的蛋白质研究设施工程已开工建设，将在上海光源上建设5条光束线和6个实验站。我们有一个规划，希望在“十二五”期间能够启动上海光源二期工程，建设25条左右的光束线站，基本达到实验方法和应用领域的学科覆盖。然后在下一个五年计划期间，进行三期工程的建设，再新建或升级改造20条左右的线站，满足最新的学科发展和用户需求，将上海光源效率发挥得比较充分。 　　同时，要进行更先进光源的前瞻部署。现在自由电子激光光源已在国际上加速发展起来，美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的X射线自由电子激光已经出光，德国、日本、韩国等也已起步。我们已经向国家建议，在这个园区内、上海光源的北面，建设一台软X射线自由电子激光试验装置，开展短波长自由电子激光装置的预先研究 希望在这之后，再向国家申请建设硬X射线的用户装置，把我们与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10～15年左右。 　　中国作为一个发展中大国，科技投入不光是在国际最高水平上的追求，同时也要最大程度地惠及广大科技工作者。在2020年后的又一个五年计划期间，有望进行三期工程建设，再新建或升级改造20条左右的线站，满足最新的学科发展和用户需求。可以预见，届时国内外上千名不同学科领域的科学家和工程师，将同时在此昼夜不息地开展实验和研究，容纳量将10倍于目前水平。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日，国际半导体产业杂志Semiconductor Today& nbsp 报道了中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张子旸课题组与中国科学院半导体研究所刘峰奇、王占国实验室合作研制中红外宽谱光源阵列的最新成果。该成果发表在Optics Letters上。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 中红外宽谱光源基于半导体量子级联材料，光源的有源层由30个重复的级联周期组成，各周期之间通过低掺杂的n型InGaAs分隔开。研究人员所设计的有源区能带结构如图1所示，它采用了双声子共振结构，一个周期的有源区包含四个耦合的应变补偿In0.678Ga0.322As/In0.365Al0.635As量子阱。这种结构通过两次光学声子辅助弛豫来实现更高效的低能级载流子抽运，从而增大粒子数反转，提高自发辐射效率。使用这种材料结构的宽谱光源具有阈值电流密度更低、输出功率更高等优势。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 为了获得抑制激射实现超辐射发光所需要的低反射率（小于10-6），中红外宽谱光源器件尺寸一般比较大，因此很难制备成集成的器件阵列结构。研究人员所设计的宽谱光源器件波导结构如图2所示，这是一种双沟道脊型分段波导器件结构，由直条端、倾斜条形区、J型波导三部分组成。这种波导结构通过两次反射率的突变，利用比较小的器件尺寸就满足了低反射率的要求。基于这一结构，研究人员制备了一系列宽谱光源阵列，得到了室温连续输出功率2.4mW，谱宽199cm-1，远场发散角20° 。中红外光源在大气通信、空间遥感、化学检测、医疗诊断等领域有着重要应用。该工作得到国家重点研发计划和自然科学基金的资助支持。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/360d2fb2-5a36-4f02-8777-818e5c049a43.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " 图1：基于四阱耦合双声子共振的量子级联能带结构& nbsp /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/cd213e91-46f1-4f16-8a43-f6aaf101ee36.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 图2：中红外量子级联宽谱光源器件阵列示意图。左上：显微图像。右上：SEM图像。& nbsp /p

故宫博物院（文保科技部、考古研究所）与中科院上海高等研究院/上海光源针对故宫考古出土的明代洪武时期（14世纪后期）釉里红瓷片开展了合作研究，最新的研究成果（第一作者贾翠）发表于最近出版的《欧洲陶瓷协会会刊》（Journal of the European Ceramic Society）。本研究利用上海光源BL15U线站的硬X射线微聚焦技术，分析了铜红釉瓷器中元素组成特征、铜微粒（晶体）的物相及分布、所用的铜原料和基础釉体系，系统探究了影响铜红釉呈色的因素，特别是铜元素在微观层面的呈色原理。结合同步辐射显微X射线衍射（SR-μ-XRD）和透射电镜选区衍射（SAED）方法，确定了铜红釉中纳米级微粒为铜单质，并首次在明早期铜红釉中发现不规则的铜矿物原料残留，特别是确认了硫化亚铜（Cu2S）颗粒的存在，如图1和图2所示。在此基础上，结合古代文献记录、地矿调查，以及硫铜矿还原的反应动力学分析，对洪武釉里红的着色原料来源、烧制的难点和后续原料稀缺的原因，给出了较为清晰的解释。故宫博物院长期开展古陶瓷保护和工艺研究，先后成立的“古陶瓷保护研究国家文物局重点科研基地”和“故宫博物院-上海光源联合实验室”为本项研究的顺利进行打下了良好的基础。该项研究还获得了国家自然科学基金联合基金项目、上海大科学中心重大成果培育项目的资助。图1 釉层断面照片以及Cu/As/S/Ca/Fe的微区元素面扫描（SR-μ-XRF）结果；右上插图为AB两点的微区X射线衍射（SR-μ-XRD）谱，说明其分别为单质铜和Cu2S。 图2 不规则大颗粒A和球形微粒B的TEM明场图像与选区电子衍射花样，说明这两处分别为Cu7S4和单质铜。光谱技术在文物保护及鉴定领域的应用远不止如此，第十届光谱网络会议（iCS2021）邀请了四位来自高校和博物馆的专家们，届时，专家将从多个角度讲解光谱技术的应用，点击下方链接立即报名哦。5月25-28日 光谱网络会议相约十年（iCS2021）专家报告推荐之光谱在文物保护及鉴定领域的应用1、《LIBS技术在敦煌壁画分析中的应用》（西北师范大学 董晨钟教授）2、《光谱在文物科学分析中的应用》（故宫博物院 雷勇研究馆员）3、《拉曼光谱在考古艺术品无损分析应用中的研究现状》（中国国家博物馆 成小林研究馆员）4、《基于光谱分析技术的文物科技认知与保护应用》（首都博物馆 何秋菊副研究馆员）立即报名（免费哦）：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCS2021/

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室李儒新院士和田野研究员团队在小型化自由电子相干光源研究领域取得突破性进展。研究团队实验探索飞秒激光驱动的超短电子脉冲泵浦表面等离极化激元（surface plasmon polariton，SPP）的动力学过程，通过对自由电子脉冲泵浦SPP相干放大的动态过程观测，阐述了自由电子与SPP作用过程中的受激放大机理。该项研究采用超快光学技术探测了自由电子受激辐射放大的全过程，研究成果指明了采用自由电子泵浦SPP实现其相干放大的全新途径，对于发展小型化/集成化的相干光源具有重要意义。相关研究成果于2022年11月3日发表于《自然》（Nature）杂志。回顾激光器的发展历程，提高激光的辐射功率、追求更宽可调谐的频谱，以及实现体积更小、成本更低的光源长久以来一直都是激光科学领域的不懈追求。常见的激光装置，如红宝石激光器等一般需要依赖光学晶体等增益介质来实现激光的输出。而基于自由电子辐射的光源则可以脱离晶体或其它增益介质的束缚，不仅能够产生自由空间光辐射，也可在波导表面形成一类束缚于波导表面光场模式的光源。相比自由空间中传播的光场，以SPP为代表的表面光场具有亚波长压缩和近场增强的优异特性，近年来已逐步应用于新一代无线通信、纳米尺度的成像与探测等诸多领域，并有望为集成光电子器件的开发以及光谱探测、传感、信息处理等领域的应用带来变革性的技术影响。目前国际上产生表面光场主要有电子直接激发与波导耦合两种方式，然而不论对于何种方式，所产生的表面光场都受限于低耦合效率导致的弱光场能量，进而限制了SPP在上述领域的应用。因此，发展相干的高功率SPP光源是该领域亟待解决的问题。近年来，作为半导体集成电路基础的微纳制造工艺不断进步，使集成化的自由电子光源成为可能。围绕小型化自由电子相干光源，研究团队展开飞秒激光驱动的超短电子脉冲泵浦SPP种子研究，采用超快光学泵浦-探测技术，观测到自由电子脉冲对SPP的相干放大。实验通过对SPP的电磁场时空波形、能量以及频谱的记录，首次动态演示了SPP受激辐射放大的动力学过程，并揭示了SPP经历了高增益自由电子激光中超辐射、指数增长和饱和等三阶段的受激辐射光放大过程。该项研究创新发展了自由电子泵浦实现SPP相干放大的全新途径，在光谱探测、传感、信息处理等应用领域具有重大应用价值。该成果的实现得益于研究团队在小型化自由电子光源领域中的长期积累，如团队相继发现了微型电子波荡器辐射(Nature Photonics，2017)、激光调制阿秒电子脉冲序列(Nature Photonics，2020)等新原理，相关研究成果分别被评为“2017年度中国光学十大进展”和“2021年度中国光学十大进展”。未来，研究团队将基于这一全新技术进一步发展小型化/集成化的相干光源，并拓展其在光谱探测、传感、信息处理领域的交叉应用。相关的研究工作得到了中科院先导专项（B类）、国家自然科学基金优秀青年基金项目、基础研究特区项目、中科院原始创新0到1项目、中科院青促会会员和上海市扬帆计划等项目的支持。小型化自由电子相干光源实验方案示意图SPP受激辐射放大的实空间演化SPP能量增益的三个阶段小型化自由电子相干光源

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室院士李儒新和研究员田野团队在小型化自由电子相干光源研究领域取得进展。研究团队实验探索飞秒激光驱动的超短电子脉冲泵浦表面等离极化激元(surface plasmon polariton，SPP)的动力学过程，通过对自由电子脉冲泵浦SPP相干放大的动态过程观测，阐述了自由电子与SPP作用过程中的受激放大机理。该研究采用超快光学技术探测了自由电子受激辐射放大的全过程，指明了采用自由电子泵浦SPP实现其相干放大的全新途径，对发展小型化/集成化的相干光源具有重要意义。11月3日，相关研究成果于发表在《自然》(Nature)上。回顾激光器的发展历程，提高激光的辐射功率、追求更宽可调谐的频谱，以及实现体积更小、成本更低的光源一直都是激光科学领域的不懈追求。常见的激光装置，如红宝石激光器等一般需要依赖光学晶体等增益介质来实现激光的输出。而基于自由电子辐射的光源则可以脱离晶体或其它增益介质的束缚，不仅能够产生自由空间光辐射，也可在波导表面形成一类束缚于波导表面光场模式的光源。相比自由空间中传播的光场，以SPP为代表的表面光场具有亚波长压缩和近场增强的优异特性，近年来已逐步应用于新一代无线通信、纳米尺度的成像与探测等诸多领域，并有望为集成光电子器件的开发以及光谱探测、传感、信息处理等领域的应用带来变革性的技术影响。目前，国际上产生表面光场主要有电子直接激发与波导耦合两种方式，但不论采用何种方式，所产生的表面光场都受限于低耦合效率导致的弱光场能量，进而限制了SPP在上述领域的应用。因此，发展相干的高功率SPP光源是该领域亟待解决的问题。近年来，作为半导体集成电路基础的微纳制造工艺不断进步，使集成化的自由电子光源成为可能。围绕小型化自由电子相干光源，科研团队展开飞秒激光驱动的超短电子脉冲泵浦SPP种子研究，采用超快光学泵浦-探测技术，观测到自由电子脉冲对SPP的相干放大。实验通过对SPP的电磁场时空波形、能量、频谱的记录，首次动态演示了SPP受激辐射放大的动力学过程，并揭示SPP经历了高增益自由电子激光中超辐射、指数增长和饱及等三阶段的受激辐射光放大过程。该研究发展了自由电子泵浦实现SPP相干放大的新途径，在光谱探测、传感、信息处理等应用领域颇具应用价值。该成果的实现得益于研究团队在小型化自由电子光源领域中的长期积累，例如，团队相继发现了微型电子波荡器辐射(Nature Photonics，2017)、激光调制阿秒电子脉冲序列(Nature Photonics，2020)等新原理，相关研究成果分别被评为“2017年度中国光学十大进展”和“2021年度中国光学十大进展”。研究团队将基于这一全新技术进一步发展小型化/集成化的相干光源，并将拓展到在光谱探测、传感、信息处理领域的交叉应用。研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金优秀青年基金项目、上海市“基础研究特区计划”项目、中科院基础前沿科学研究计划“从0到1”原始创新项目、中科院青年创新促进会等的支持。

记者11月8日获悉，南方光源研究测试平台近日举行工程移交仪式，标志着该平台正式投入使用。南方光源研究测试平台项目包括综合实验楼、高精度测量厅、高频厅、X射线光学与探测技术厅，建筑面积共计33600平方米。今年，850W@4.5K国产氦制冷机、垂直测试杜瓦、精密实验环境集成装置等关键设备陆续安装调试成功，投入使用。南方光源研究测试平台项目建设单位为散裂中子源科学中心（中国科学院高能物理研究所东莞研究部），总投资约5.87亿元，于2019年9月开工建设，由东莞市城建工程管理局代建，中建五局华南公司和广东省建筑设计研究院联合承建。据介绍，项目将紧密围绕拟建的南方先进光源的建设和关键技术研发需求，建设高水平的研究和测试条件，为未来南方先进光源的关键技术预制研究、工程建设以及开放运行提供基本保障和重要支撑，也为布局更多的大科学装置提供条件和技术支持。

随着我国世界一流的中能“第三代同步辐射光源”———上海光源(SSRF)的竣工验收，我国正在积极进行更先进光源的前瞻部署。 　　据中国科学院副院长江绵恒介绍，中国科学院正在进行“第四代光源”———自由电子激光光源的预研，并已经做出了“很好的结果”。目前，中国科学院已经向国家建议，在上海光源的北面，建设一台软X射线自由电子激光试验装置，开展短波长自由电子激光装置的预先研究。 　　江绵恒表示，自由电子激光光源已在国际上加速发展起来，美国SLAC的X射线自由电子激光已经出光，德国、日本、韩国等也均已起步，并已被提到战略高度予以部署和实施，我国也应该加快发展自由电子激光光源。希望在预研后，再向国家申请建设硬X射线的用户装置，就可以将我国与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10—15年。 　　自由电子激光光源(Free　Electron　Laser简称FEL)，是一种以相对论高品质电子束作为工作介质，在周期磁场中，以受激发射方式放大电磁辐射的新型激光光源。由射频电子直线加速器驱动的X射线自由电子激光装置，是具有可工作于整个X射线波段区的高亮度、短脉冲、可调谐的新型相干X射线光源，被国际科学界公认为“第四代光源”的可行技术路线之一。

p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 高亮度X光源由于其在材料、生物研究等方面的广泛应用，一直是国际相关科研领域追求的目标。韧制辐射、同步辐射光源、X射线自由电子激光（XFEL）等都可以产生高亮度X光源。超短超强激光通过不同相互作用机制，可在从THz到伽马射线的各个频段产生高亮度超短电磁辐射源。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室与德国杜塞尔多夫大学合作，3月14日发表在国际物理学期刊《物理评论快报》上的论文Bright x-ray source from a laser-driven micro-plasma waveguide [Phys. Rev. Lett. 116, 115001 (2016)] 报道了利用高对比度超短超强激光和微等离子体通道相互作用产生高亮度X射线的理论方案。超强激光将通道壁上的电子拉出，在激光场中加速，高能电子在激光场中的横向运动可辐射极强的X光（如图）。利用这一新机制，辐射X光的能量在20keV左右，单个脉冲光子数接近1011个，X光源具有很好的准直性，亮度可达5× 1023photons/s/mm2/mrad2/0.1%bandwidth，为这一重要频段（~20KeV）产生极高亮度X光源提出了一种重要方案。强场激光物理国家重点实验室正准备在实验室超短超强激光装置上进行相关实验。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/9ad78f2c-8891-4cf9-88a3-08ed3718ea6d.jpg" title=" W020160419336153986380.jpg" / /p p style=" text-align: center " 高能电子在圆偏转超强激光场中加速、旋转，辐射出高亮度硬X射线 /p

您的“微流控”理想光源——来自各地权威实验室的案例介绍什么是微流控？微流控，又被称作芯片实验室或者微全分析系统。您可以想象在化学、医学以及生物研究中涉及到的样品制备、反应、分离、检测等操作步骤都集中在一块微米尺度的芯片上自动完成吗？微流控技术是指在至少有一维为微米甚至纳米尺度的低维通道结构中控制体积为皮升至纳升的流体进行流动并传质、传热的技术。由于通道尺寸很小，样品的消耗量很少，节约了能源的同时也提高了反应速度，实现微型化、自动化、集成化以及便携化的同时也具有高通量的特点。而来自Lumencor的LED白光光源SOLA系列，也在这个微“舞台”上占有一席之地。实验案例1：同时激发四种荧光蛋白酶底物，用于检测多重基质金属蛋白酶（MMP）活性来自新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟以及新加坡国立大学的Ee Xien Nga , Myat Noe Hsua , Guoyun Sunb 和 Chia-Hung Che发表了一篇名为”Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics”的文章。一种可用于生成和检测含有单细胞和FRET底物液滴的交叉结构微流控芯片在这篇文章中被构建。为细胞检测提供了高通量并且非侵入式的全新可能性。在微流控芯片的光学检测系统中，Lumencor的LED白光光源SOLA SE-II型被用于同时激发和测量四种不同波长的荧光信号。并通过多荧光检测单元以及PMT模块转化为电压信号，输出电脑后对多种蛋白的活性进行分析。实验案例2：表征高速脉动流体流动的粒子条纹测速法莫格里奇研究所的科学家Tongcheng Qia, Daniel A. Gil, Emmanuel Contreras Guzman等开发了一种结合了高速微流控的可调节泵（Adapt-Pump）平台，并发表论文“Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction”。内皮细胞(EC)在体内持续暴露于血液流动的机械微环境中，而流体剪切应力在EC行为中起着重要作用。通过定量成像的信号转导从人多能干细胞衍生的心脏球体（CS）中生成脉动流。该脉动流可以复制独特的CS收缩特性，准确地模拟对临床相关药物的反应，以及脉动流对EC分化和形态的影响。作者巧妙地通过荧光珠来表征流体剖面和剪切应力，以Lumencor的LED白光光源SOLA FISH（Ex/Em 480/520nm）作为荧光显微镜的照明以及激发光源。并zui终通过条纹测量提供流体在不同深度和压力下的瞬时速度和剪切应力，从而更好地模拟内皮细胞在体内所受到的机械刺激。实验案例3：利用三色荧光编码法在纳升液滴中鉴定微生物菌株由麻省理工的科学家们Jared Kehea, Anthony Kulesaa, Anthony Ortizc等的文章 “Massively parallel screening of synthetic microbial communities”介绍了一种名为kChip的液滴微流控平台，可以快速、大规模地构建和筛选合成微生物群落。其中整套荧光图像采集系统是由尼康的Ti-E的倒置荧光显微镜、Lumencor的LED白光光源SOLA以及滨松的ORCA-Flash 4.0 cmos相机。Lumencor的LED光源不仅仅起到对液滴进行照明作用，也同时起到荧光激发作用，图像可以在多达四个荧光通道上拍摄，为高通量下评估不同微生物菌株组合的功能性。实验案例4：基于链长的细菌微流控分选延时成像来自隆德大学Jonas O. Tegenfeldt教授课题组的这篇发表于Analytica chimica acta的论文“Separation of pathogenic bacteria by chain length”介绍了一种利用确定性侧向位移分选（DLD）的微流控技术来分离具有不同致病性的人类细菌病原体链球菌肺炎的方法。对于人类细菌病原体肺炎链球菌，细菌链长度和荚膜的存在是已知的毒力因素，具有引起严重疾病的能力。在实验中Lumencor的LED白光光源SOLA与尼康Eclipse Ti以及TS2倒置显微镜搭配使用，在GFP荧光蛋白的帮助下，对有荚膜肺炎链球菌D39 (血清型2)和无荚膜肺炎链球菌R6细胞的运动轨迹进行观察，并通过荧光和明场图像进行对比与识别。实验案例5：光谱编码的镧系纳米粒子(LNP)的成像斯坦福大学Polly M. Fordyce教授课题组发表在Nature methods上的文章“A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence- and force-dependence of T cell activation”介绍了一种名为BATTLES的新技术。该技术利用了生物机械力来启动T细胞触发的方法，进一步筛选能够诱导强烈T细胞反应的pMHC复合物。而这提供了一种简单、高通量、可调节的方法来模拟生理条件下T细胞识别抗原的过程，并为研究T细胞机械生物学和T细胞为基础的免疫治疗提供了新的工具。在筛选过程中通过光谱编码来标记与展示不同的pMHC复合物，可以在一个实验中同时检测多种pMHC复合物对T细胞的影响。光谱编码是一种利用镧系元素发出的不同波长的荧光来标记珠子的方法，每种pMHC复合物都对应一个特定的光谱编码。文中选择了Lumencor的LED白光光源SOLA作为光谱编码的镧系纳米粒子的成像的照明以及激发光源。SOLA能带给你什么？Lumencor的SOLA系列的LED白光光源可以很好满足在微流控中的多种运用。SOLA系列的LED白光光源容易集成，方便匹配主流品牌的显微镜。SOLA系列的LED白光光源具有高亮度与高稳定性，高效照明有助于形成高对比度与分辨率的图像，照亮您高通量测试下的每一处细节，保证实验的一致性。SOLA系列的LED白光光源具有多种型号可选，针对DAPI、GFP/FITC、YFP、Cy3、mCherry、Cy5 等光谱相似的荧光团起到激发作用。同样也有针对细胞遗传学检测实验中荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）对475-600nm区域进行输出的SOLA FISH型号。以及提供zui广泛光谱覆盖范围，用于激发荧光团（Cy7和ICG）近红外输出的LED白光光源SOLA V-nIR 和 U-nIR。满足您各种所需波长的需求。Lumencor的LED白光光源拥有精确控制的快速调节，可以对光源的输出功率进行调节。LED光源所产生的热辐射较低，不会对于微流控反应器产生过多的热量影响，从而保证反应的精度和稳定性。SOLA系列的LED白光光源耗电量较低，即开即用，较长的使用寿命可以助您实验屡创突破。相关文献：1.Ng E X, Hsu M N, Sun G, et al. Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics[M]//Methods in Enzymology. Academic Press, 2019, 628: 59-94.2.Qian T, Gil D A, Guzman E C, et al. Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction[J]. Lab on a Chip, 2020, 20(20): 3744-3756.3.Kehe J, Kulesa A, Ortiz A, et al. Massively parallel screening of synthetic microbial communities[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 116(26): 12804-12809.4.Beech J P, Ho B D, Garriss G, et al. Separation of pathogenic bacteria by chain length[J]. Analytica chimica acta, 2018, 1000: 223-2315.Feng Y, Zhao X, White A K, et al. A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence-and force-dependence of T cell activation[J]. Nature Methods, 2022, 19(10): 1295-1305.关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专 业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国 防、量 子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提 供完 整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

2022年8月12日，国家重大科技基础设施——上海光源线站工程的光源性能拓展部分顺利通过了中国科学院条财局组织的工艺测试。 工艺测试专家组由中国科学院近代物理研究所、中国科学院高能物理研究所、中国科学技术大学、上海交通大学等单位的7位专家组成，夏佳文院士任测试组长，徐刚研究员任测试组副组长。此外，线站工程工艺测试组总组长胡天斗研究员参加了测试，中科院条财局重大设施处樊潇潇视频参加了工艺测试会议。专家组听取了工程加速器分总体负责人姜伯承研究员汇报的光源性能拓展部分建设情况及自测报告，讨论确定了工艺测试内容和测试大纲，进行了现场实测。经现场测试和对以往测试的确认，结果表明光源性能拓展后的储存环加速器总体性能参数，以及超高磁场弯铁及长直线节双腰磁聚焦系统、低温系统、束流测量系统、束流控制系统、插入件系统、轨道快反馈系统、SLEGS光源系统的技术性能参数值均达到或优于设计指标。 上海光源二期线站工程根据光束线站的建设需求对储存环加速器进行了升级改造，即光源性能拓展： 将储存环的第3和第13单元改造成带2.29T超高磁场弯铁的DBA磁聚焦结构单元，增加2段1.89m直线节用以引出更多束线（图1），提高弯铁辐射光子特征能量至18.7keV以满足用户的需求（图2）；将第11和16单元的超长直线节改造成双腰低βy直线节（图3），以满足安装两条高性能束线的要求；将第12单元的标准直线节进行局部消色散光学改造，以满足安装超导扭摆器的需要；以上改造均对局部光学函数进行了匹配（图4），以使全环的光学函数得到优化。储存环聚焦结构改造于2019年完成，随后投入日常运行，改造完成后的上海光源在第三代同步辐射光源中继续处于先进水平（表1）。图1. 超高磁场弯铁的DBA磁聚焦结构单元布局图及实景照片图2. 超高磁场弯铁照片以及常规和超高磁场弯铁的辐射功率谱比较图图3. 长直线节双腰布局图及实景照片图4. 改造前后的储存环光学函数（局部）对比图表1. 上海光源储存环主要参数改造前后的对比研制了13台插入件（表2、图5），包括6台真空内波荡器（IVU）、3台低温永磁波荡器（CPMU）、1台椭圆极化波荡器（EPU）和1组双椭圆极化波荡器（DEPU）、1台多磁极永磁扭摆器（MPW）和1台超导扭摆器（SCW），并陆续安装到储存环上；在此基础上，新建了基于康普顿散射的激光和电子束伽玛源（图6），伽玛能量范围0.4~20 MeV，满足了新光束线站建设的要求。 表2. 上海光源线站工程插入件参数图5. 各种类型插入件图6. SLEGS光源系统 新建了束团纯化系统和纯度监测系统，获得10-5量级的高纯净度的高流强单束团束流（图7）来满足时间分辨实验的需求。 图7. 束团纯化系统照片和效果图 新建了被动式超导三次谐波腔系统及配套的650W/4.5K液氦低温系统（图8、图9）并已完成调试，实现了24.5mA高流强单束团和200mA束团串混合填充模式的稳定运行，满足了快速成像线站的技术要求。图8. 超导三次谐波腔和束团纯化测量装置测得单束团流强图9. 低温系统（液氮/氦气储罐、4.5K和2K冷箱） 此外，还增加了轨道快反馈系统矫正铁数量，提高轨道快反馈系统的抑制带宽和抑制效果（图10）；升级改造了横向束流反馈系统，实现了混合填充模式逐束团反馈，增加了系统动态范围到31db。图10. 轨道快反馈系统（左图参与快轨道反馈系统的轨道稳定性（快轨道反馈系统8小时工作）；右图束流轨道噪音积分谱（FOFB打开/关闭）） 上海光源线站工程于2016年11月动工建设，在工程经理部的组织下，光源性能拓展部分按进度计划节点推进。2017年7月完成长直线节双腰改造，2018年7月完成第一台插入件（IVU）上线安装，2019年1月低温系统完成全部设备安装，2019年9月完成3和13单元超高磁场二极铁改造，2020年9月完成SLEGS光源系统相互作用腔上线安装，2021年3月完成超导扭摆器（SCW）上线安装，2021年9月完成三次谐波腔上线安装，并在2021年12月调试达到束线要求，实现了24mA单束团+200mA束团串填充模式，支撑快速成像线站完成了工艺测试（新闻链接：上海光源线站工程建设取得新进展）。截止目前，上海光源线站工程已完成了用户支撑实验系统、实验辅助系统、光源性能拓展和11条光束线站（20个实验站）的工艺测试，新建光束线站试运行已支撑用户取得了一批高水平研究成果。 通过加速器性能拓展工程的实施，拓展了光源光子能谱范围，增加了插入件直线节占比，即增加了可建束线的数量，实现了快速成像要求的高流强单束团和束团串的混合填充模式，同时，保持了加速器主要性能参数的先进性，提高了光源运行稳定性。

5月16日，南方光源研究测试平台项目850W@4.5K国产氦制冷机在项目现场调试成功，测试结果表明其关键技术指标均优于合同规定的验收指标。大型氦制冷机涉及的设备多，工艺复杂，施工难度大。项目组克服了设备组装、调试的困难以及疫情的影响，坚守岗位，稳步推进，4月初成功产出液氦。近一个月的制冷功率测试过程中，持续24小时运行工况下，制冷机稳定提供850W@4.5K冷量。此外，项目组还完成了液化率测试和混合工况测试等。氦制冷机是南方光源研究测试平台的关键设备之一，该套氦制冷机设备的调试成功，为实现超导腔在2K温区的垂直测试和水平测试提供了有力的技术保障和支持。大型氦制冷机在国内外各种大科学装置上都有广泛的应用，但相关产品一直依赖进口。本次研制的国产850W@4.5K氦制冷机依托南方光源研究测试平台开展，其成功调试表明项目实现了关键核心设备的国产化突破，并为未来相关大型氦制冷机的研制积累了宝贵的经验，为氦制冷机研发的自主创新能力提升和产业化提供了有力的技术保证。相关调试工作，由高能所东莞研究部中子科学部低温组何昆、丁美莹、李娜、叶斌、蔡毅杰、曹菁以及中科富海团队完成。氦制冷机4.5K的制冷量液化率测试曲线

2023年5月，Larisa von Riewel, Simone Rudolf和Jonas Breitenbach因其论文《使用多尺度模拟方法对锂离子电池阳极中浆液干燥过程和粘结剂迁移的微观研究》获得SIA杂志颁发的“最佳论文”奖。电极干燥工艺的新突破电极的干燥是复杂且昂贵的锂离子电池制造工艺链中的关键步骤。目前，干燥过程都是在传统的热风烘箱中完成的，它们需要大量的能量来提供所需的热风和温度。新一代红外技术已被证实能够实现该领域的降本增效。通过贺利氏内部试验验证和客户反馈，在现有的热风烘箱中整合加装红外辐射器后，可以使生产速度提高 80-90%，且有效提高产品质量。新科技加持微观验证同时，为了更有效地使用我们的红外线辐射器来优化干燥过程，不能仅仅依靠实验，至关重要的是要了解湿电极膜干燥过程中发生的化学机理。使用计算化学，这一涵盖了从量子力学到分子相互作用领域的强效模拟工具，帮助我们获得了实验结果背后的基础理论依据。我们与Simcenter Culgi公司紧密合作，完成了电极干燥中一个重要且突出的现象模拟 - 粘接剂迁移，并展示了不同干燥条件对粘接剂分子运动的影响。我们的实验及模拟结果表明，使用未优化的干燥参数会导致电极层和基材之间的粘附力丧失。此外，基于这些丰富的经验，贺利氏特种光源支持客户在干燥速度和能量密度方面定制红外干燥解决方案，以获得理想的微观结构、机械和电化学电极性能。贺利氏特种光源研究工业制程的这一科学途径被NeMMo会议科学委员会在今年于法国南特举行的会议上评为最佳论文， 并发表在SIA杂志 （Société des Ingénieurs de l'Autombile）上。

激光技术的发展让人类的视野不断拓宽。但多少年来，波长小于200nm的深紫外波段，一直是个神秘又难以逾越的坎。 　　200nm上的这堵“墙”把人类挡在了外面。由于深紫外激光源的缺席，许多重要的科学研究只得搁置。 　　但中科院的一群科学家不能接受这样的现实。30年来，他们不但找到了深紫外光学材料和激光源，还研制出8台深紫外固态激光源装备。自2008年启动以来，“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”进展顺利，多台仪器已初步用于前沿科学研究。 　　正如项目首席科学家、中国工程院院士许祖彦所说：“上帝没有给我们一个这么好的光源，我们就要自己去找。” 　　突破200nm 　　上世纪90年代初，非线性光学晶体接连将Nd：YAG激光波长从近红外拓展到可见光，甚至近紫外波长区。这带给人们一种隐约的希望：如果能找到一种晶体，使激光波长拓展到深紫外光谱区，人类将有望认识一个前所未有的世界。 　　在这样的背景下，中国科学家介入了这一课题。 　　“80年代我们获得了第一批国家科研基金，15万元。”项目首席科学家、中科院院士陈创天告诉《科学时报》记者，虽然现在看来这笔钱并不多，但当时已是很了不起的事了。 　　在这笔经费的资助下，陈创天的研究如虎添翼。1991年，他在发现硼酸盐系列非线性光学晶体后，运用分子设计工程学方法发现了KBBF晶体。5年后，他证实了此晶体可实现深紫外相干光输出，最短波长达到184.7nm。 　　从此，深紫外的时代开启了。在此基础上，陈创天研究组于2005年陆续发现了RBBF、CBBF等非线性光学晶体，从而拿到了完整的KBBF族非线性光学系列晶体。 　　许祖彦则形容自己的工作是“二传手”。深紫外非线性光学晶体问世后，如何将其研制成实用的精密化激光源，并配合后续的仪器研制，是他面临的最大难题。 　　但20多年前，中国大陆还没有这方面的实验装置，陈创天和许祖彦不得不跑到香港科技大学，借用了他们的实验室。两个人窝在实验室里，每天工作到深夜一两点，终于搞出了KBBF晶体棱镜耦合装置。目前，该装置仍是该晶体唯一的实用化技术。 　　之后两人密切配合，在国际上首次实现KBBF晶体倍频输出深紫外激光，并最终发展出实用化的深紫外固态激光源。 　　2009年，英国《自然》杂志发表评论文章称，KBBF晶体“真是一块完美的晶体，它确实可促使某些领域向前发展”。 　　“看到图像的那一刻，什么都值了” 　　深紫外光源的问世尽管已经震惊世界，但对许祖彦来说，他的工作才只做了一半。 　　“科技发展如此之快，为保证我们的仪器始终保持领先，科研人员必须不断调整技术方案。”项目工程总体部总经理、中科院理化所研究员詹文山说。为此总体部还设立了一个工程监理部，这在国内的科研项目中都很少见。 　　对这种经常要推翻重来的工作方式，许祖彦表示“很理解”。在3年多的时间里，他的团队满足了仪器研制人员变更技术方案的多项技术要求，解决了光源与8台仪器对接的工程问题。 　　中科院大连化学物理研究所研究员傅强是“深紫外激光光发射电子显微镜(PEEM)”子项目的负责人。“PEEM就像一条美人鱼，‘头’是电子发射技术，‘尾’是电子显微镜技术。这种技术可对物质表面结构、电子态、化学反应等进行原位、动态研究，在化学、物理、材料等领域有着重要应用。” 　　但是，现有的PEEM激发光源为气体放电光源或者同步辐射光源，这些光源亮度较低，空间分辨能力一般只能达到20～50nm，限制了PEEM的广泛应用。 　　2007～2009年，傅强等人利用深紫外激光高能量、高光束流强度、相干性等优点，研制出一套性能优越的深紫外激光PEEM系统。利用这台仪器，大连化物所已在石墨烯原位生长、界面限域化学反应等领域取得了一些初步成果。 　　“我们第一次做这种仪器，中间遇到很多困难，有半年多的时间情绪也很低落。”傅强坦陈，“不过2009年夏天，我们第一次看到了显微镜成像图，那一刻觉得什么都值了。” 　　与深紫外光电子发射显微镜类似，深紫外拉曼光谱仪、深紫外激光光化学反应仪、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、深紫外激光原位时空分辨隧道电子谱仪、基于飞行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪均达到国际领先水平。另一台光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪也基本研制完成，正在调试当中。 　　不过，对更多的中国科研工作者和社会公众来说，这个总投资1.8亿元人民币的项目，究竟有着怎样的应用前景? 　　以“短”见长的深紫外 　　目前已有的深紫外光源一类是准分子激光器，另一类是同步辐射光源。准分子激光器脉宽宽，难以满足激发态快速动力学过程的研究 而同步辐射光源虽具有较快的时间分辨，但装置体积巨大，科研人员只能把实验搬过去做，带来许多不便。 　　深紫外固态激光源在时间、空间和能量分辨率上，都有着绝对优势。“更重要的是，这些仪器装备将来有望小型化，甚至可以进行市场化推广。”中科院院士李灿介绍。 　　李灿负责研制的深紫外拉曼光谱仪就是一个例子。目前这台仪器已初步应用于催化、材料、能源、生物、环境等领域。在水污染检测中，仪器灵敏度达到了环境水污染国际最低检测限。“只要一滴水就能检测水污染。” 　　詹文山透露，目前2mm以下的KBBF晶体已可小批量生产，满足国内市场需求。受国家工业水平限制，8台仪器还不能全部实现商业化，但中科院已在考虑选取其中的1至2个，逐步进行产业化的尝试。 　　2006年，时任中科院院长路甬祥在中科院物理所考察时曾说：“如果没有仪器设备的自主创新，也很难有新的理论上的突破。一种新仪器新装备的诞生，往往是打开一个新方向新领域的关键桥梁。” 　　这句话，许祖彦一直记得，项目团队的每一个成员也记得：“这些年来，我们证明了‘材料—器件—装备—科研—产业’的自主创新链是可行的，也证明了中科院此类研究性和工程性均很强的科研项目是可行的。”

比利时安特卫普大学的研究人员日前表示，新型光源LED产生大量蓝光，可对一些油画艺术品造成损害。 　　安特卫普大学博士研究生莱蒂希娅莫尼克2011年发现，LED光源能够使19世纪绘画大师梵高常用的铬黄颜料发生化学反应，导致颜色改变。 　　梵高是欧洲印象派绘画之后，野兽派、表现主义绘画的先驱，以用色自然、奔放著称。梵高在其最著名的作品《向日葵》中大量使用了非常明亮的铬黄颜料。莫尼克说，绝大多数铬黄颜料对LED光源以及日光中的紫外线反应敏感，只有中度的铬黄颜料化学性能比较稳定。 　　LED光源发光效率高、能耗低、光型可控，现在日益广泛使用于艺术展中。安特卫普大学的科恩杨森教授说，比利时所有的博物馆已经接到通知，采用一个简单方式检测所藏绘画作品使用何种铬黄颜料，以便采取正确的光源照明，防止珍贵的艺术品受到损害。

中国科学技术大学郭光灿院士团队教授任希锋等人与新加坡国立大学教授仇成伟、博士郭强兵等合作，在二维材料非线性量子光源研究中取得重要突破。研究成果1月4日发表在《自然》杂志上。 　　小型化、集成化是解决空间光学量子系统稳定性差、不可扩展等问题的理想方案，也是光学量子计算、量子通讯等走向大规模和实用化的必经之路。量子光源作为量子光学系统必不可缺的部分，其小型化一直是人们研究的重点。任希锋前期与南京大学等单位合作，将超构表面引入到量子信息领域，集成超构透镜阵列与非线性光学晶体，实现了100路径参量下转换，制备了超高维量子纠缠态和多光子源。 　　为了进一步提高量子光源的集成化程度，任希锋与新加坡国立大学等单位的合作者一起，首次利用新型二维材料NbOCl2的非线性过程实现了超薄的量子光源，厚度可低至46nm。 　　二维材料的层内晶体结构稳定，而原子层间的相互作用力要弱很多。基于这种特性，单层二维材料可以在保持原子尺度厚度的同时也保持物理性质的稳定，使得二维材料可以稳定且灵活地与各种微纳尺度光学器件直接耦合，因此被广泛应用在集成光子芯片的各个重要组成部分之中。常见的二维材料(WS2、WSe2等)虽然具有很大的二阶非线性系数，但是单层厚度太薄(图一：NbOCl2晶体的结构测试，单层厚度约0.65nm图二：NbOCl2二维材料的倍频二阶非线性过程测试图三：基于NbOCl2二维材料的量子光源

近日，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室夏志国教授团队在Nature Photonics期刊上在线发表了题为“Laser-Driven BroadbandNear-Infrared Light Source with Watt-Level Output”的研究论文。该论文报道了一种组成极为简单的MgO:Cr³⁺近红外荧光透明陶瓷，所制作的蓝光激光驱动近红外光源器件输出功率达到目前最高纪录的6 W，并展示了其在远距离夜视补光和无损检测成像等领域的应用。晶圆级MgO:Cr³⁺半透明陶瓷蓝光发光二极管（LED）催生了第四代半导体照明技术，新应用需求对光源器件提出了更高的要求，蓝光激光二极管（LD）结合荧光转换材料成为一个重要的发展方向。它由极亮的蓝光LD泵浦荧光转换材料制作，并在航空航海照明、水下照明、激光荧光显示投影仪以及大功率近红外光源器件等应用中具有巨大潜力。该项研究发明了一种接近“性能完美”的高稳定性MgO:Cr³⁺荧光透明陶瓷（中国发明专利，ZL202211147958.4），其宽带近红外发光发射峰值810 nm，取得了迄今为止的最高外量子效率（81%）。通过掺杂引入的Cr³⁺离子在Mg²⁺格位异价取代，使得结构中存在丰富的阳离子空位缺陷，形成了不同局域环境的Cr³⁺发光中心。与此同时，发光中心之间的声子辅助激发态能量传递过程，弥补了长波长发射的非辐射弛豫，克服了能隙率的影响，提升了发光效率。进一步得益于MgO荧光透明陶瓷所具有的超高导热率，在22 W/mm²蓝光LD泵浦下获得了超过6 W的宽带近红外输出功率，光转换效率达29%。MgO:Cr³⁺荧光半透明陶瓷的荧光光谱及辐射机理采用该项技术搭建的原型器件可穿透3 cm厚的不透光硬纸板，实现剪刀模型成像，其成像分辨率为6l p/mm。这种全新的激光驱动大功率近红外光源在夜视补光、工业探伤设备及医疗器械的无损检测成像等领域具有广泛应用前景。激光驱动的近红外光源及其应用华南理工大学材料科学与工程学院/发光材料与器件国家重点实验室博士研究生刘高超为该论文的第一作者，夏志国教授为通讯作者。这项研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和广东省珠江人才计划资助。论文链接：https://doi.org/10.10 38/s41566-024-01400-7

这是3月16日拍摄的“上海光源”高性能电子储存环旁的部分实验站。 新华社记者 裴鑫 摄 　　今天，“上海光源”正式竣工。这项总投资约12亿元、历经4年零4个月建设的国家重大科学工程，终于成功绽放出七彩的春光。 　　“上海光源”有何奥妙?它和我们普通人的生活有啥关系?带着这些疑问，本报记者独家采访了中国科学院院士杨福家。杨福家院士不仅是该领域的专家，而且早在1995年，他曾和谢希德等科学家一起，在市政协相关会议上提出“在上海建造第三代同步辐射光源”的提案，为“上海光源”的故事写下了一个精彩开头。转眼14个年头过去，从上海到全国，各级领导、科学家、工程技术人员为上海光源工程殚精竭虑，也理应让更多人知道“上海光源”、了解“上海光源”。杨福家院士欣然应邀，带领本报读者一起“神游”上海光源。 　　它是一个“光的博物馆” 　　新闻视点：平心而论，大多数人恐怕直到现在还不是很明白，“上海光源”究竟是个什么东西，能派什么用场。您能否用简单的语言先给大家做一下科普? 　　杨福家：“上海光源”的学名叫“上海同步辐射光源”。严格来说，它不是用来制造我们肉眼可见的“光”，而是发出从远红外到硬X射线的不同波长的电磁波。与可见光相比，这些“看不见的光”波长更短，能量更高。 　　简单来说，“上海光源”的工作原理，是让接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动，因为改变运动方向而释放的能量，将转换成各种波段的电磁波。其本质与我们日常接触的可见光和X光一样，都是电磁波。电磁波又叫电磁辐射，由于这种现象最先是1947年在高能物理实验用的同步加速器上发现的，因而被命名为同步辐射(Synchrotron radiation)。 　　“上海光源”坐落于张江，距地铁二号线终点站不算太远。这幢圆盘形的地标建筑，一直被人们形容为巨型鹦鹉螺。其实，这只“海螺”足有上海体育场那么大，是我国迄今最具规模的重大科学工程，并至少具有30年科学寿命。 　　根据上海光源工程的平面图，“螺壳”内部的主体结构分为三部分：外圈为432米周长的一个大环———储存器 与之相切的内圈，是一个180米周长的小环———增强器 小环还连着一根40米长、直直的尾巴———直线电子加速器。在这条有直道、有弯道的“光电隧道”中，能量传送方向为“直线—小环—大环”。 　　出光的具体过程是这样的，高压电从直线加速器扣动“电子枪”，发射出无数个电子。它们在直线隧道内的真空电磁场中疾行，加速至接近光速水平，能量达到150兆电子伏特(150M eV)。接着，这股低能光束线便打弯“注入”内圈小环隧道———增强器，能量在转圈的瞬间被提升22倍左右，变成35亿电子伏特(3.5G eV)的高能光束线，最后“注入”外圈大环隧道———比400米跑道还长的储存器。高能光束线昼夜不停地高速穿行，并沿着大环不断“转圈”，在不同切线方向上“条分缕析”，引出数十束不同波长的形形色色的光，覆盖从远红外线到硬X射线的所有波段，供外围大厅内成百上千的实验站科研人员进行多学科研究。 　　因此，“上海光源”这只鹦鹉螺可谓“光芒”齐放，使不同学科的科学家能在同一个“光的博物馆”内各取所需。 　　能给蚂蚱触角拍X光片 　　新闻视点：“上海光源”有哪些具体用途呢? 　　杨福家：它可以产生不同波长的电磁波，能为各领域的科学家做研究提供条件。例如对医学专家来说，可能在这里找到一种新的射线，成像效果比现在的X射线更好，也许今后医院里就不用X射线拍片了———这就和普通人的生活有很近的关系了。 　　以X射线为例，“上海光源”所发出的X射线，品质绝对是世界一流的。目前，国际上的X射线成像技术越来越高精尖，不仅趋向于更高的空间分辨率(纳米量级)，同时趋向于更快的时间分辨率(1毫秒或更短)。“上海光源”即将对外开放的X射线成像及生物医学应用光束线站，正朝这些方向努力。打个比方，这座光束线站，若为一只活体蚂蚱拍X光照片，包括蚂蚱触角里面的微细管道、呼吸器官等都可一览无遗，这是传统X光机无法办到的。 　　用途还有很多。在材料科学领域，利用“上海光源”产生的高亮度同步辐射光束，可以揭示材料中原子的精确构造，得到有价值的电磁结构参数。它们既是理解材料性能的“科学钥匙”，也隐含着发明新颖材料的原理来源 　　在地球科学领域，利用X射线作为微探针，能深入了解地壳深处和地幔中矿物的演变和转化，对于矿床地质、矿物、岩石、探矿以及地球化学研究起着重要作用 　　在微细加工技术领域，利用X射线深度光刻技术，可以“搞定”线宽在几十纳米以下的高度集成电路 　　在石化及化学工业领域，可以研究催化机理和催化剂特性，有助于发明新型催化剂，直接影响到石油化工的效率和产出 　　在产品研发与检测方面，可进行飞机发动机和航天器疲劳测试、纸浆无氯漂白工艺改进、化妆品效果分析等 …… 　　“上海光源”计划下月正式对国内外科研用户开放的光束线，共有7条。7束光各配套一座实验站，供课题单位及专家们进行科学实验。目前已收到78所大学、科研院所的用户课题申请242份，累计2868个机时，首批课题正在评审中。 　　这还只是“小试牛刀”的一期工程。据专家估计，整个上海光源总共能建约60条光束线，每条线上可建1—2个实验站。每条光束线的投资，相当于一个国家级重点实验室的规模。可以想象，今后在这个鹦鹉螺里，将诞生多少令世人惊叹的科学奇迹! 　　总能量居世界第四 　　新闻视点：“上海光源”目前在国际上的地位如何? 　　杨福家：我可以很肯定地说，参观“上海光源”，你会打心眼里为中国人感到自豪。它的性能超过同能区现有的第三代同步辐射光源，是目前世界上正在建造或设计中的性能最好的中能光源之一。今后，它将与日本、韩国、中国台湾和印度等地的第三代同步辐射光源一起，在亚洲形成可以与欧美同类装置媲美的、能量和性能分布合理的光源群，成为面向世界的同步辐射实验平台。 　　同步辐射光源是世界主流的高能物理装置之一。据了解，自1947年科学家首次观察到同步辐射现象，这类光源装置迄今已发展出第三代。第一代同步辐射光源是“附生”于高能物理实验专用对撞机的兼用机 第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机 第三代同步辐射光源是基于性能更高的同步辐射专用储存环的专用机，如“上海光源”。据悉，“上海光源”电子束总能量已跻身世界四强，仅次于日、美、欧的同类装置。 　　目前，全球各个国家和地区有一、二、三代同步辐射光源50多台，其中像“上海光源”这样的第三代光源，已建成10多台，而在建和设计中的至少也有13台。预计2010年前后，全球每天都有上万名科学家和工程师，利用这些光源产生的不同波长的光，从事前沿学科研究和高新技术开发。 　　微观层面的“发射卫星” 　　新闻视点：“上海光源”究竟有多难造? 　　杨福家：“嫦娥”工程大家比较熟悉，其实“上海光源”的工作原理，有点像微观层面的“发射卫星”———就是要通过施加外力，让电子在一个个指定轨道上运行，其精度要求，比发射卫星高100万倍。当然，我们也有容易的地方，就是万一把电子搞丢了不要紧，把卫星搞丢了可不行。上海光源工程进展速度之快、质量之高，在国际上都是数一数二的。 　　国外有不少投资比我们高、建造时间比我们长的同类装置，质量却不如我们理想。我在很多场合都会跟人提起“上海光源”，因为我们做得真是太漂亮了!参与其中的许多年轻人，原本在学术界默默无闻，“上海光源”的成功，也令国际同行立马注意起他们来，真可以说是学术界难得的“一夜成名”。 　　建“上海光源”有多难?举个例子，为保持光束流的高度稳定，光源轨道的垂直稳定度须控制在1微米以内。 　　控制这1微米有多难?要知道，各种干扰因素实在不少：施工的地基会有不均匀的沉降，储存环隧道和实验大厅的地板会扭曲和变形，储存环隧道内空气的温度甚至冷却水的温度都在变化，还有各种意料之中或意料之外的振动源……任何一个细节出问题，都无法保证实现这个“1微米以内”的目标。所以工程人员随时随地都在严密监测，用一系列手段使光源稳定性达到世界一流水平。 　　承建单位中国科学院上海应用物理所的技术人员分成不同班组，从早8点到晚5点，从晚5点到早8点，24小时都能在工程现场见到他们。即便在严格控制的25摄氏度恒定室温下，这些专家有时还是会憋出一身汗。在那几百米长的“光之隧道”内，必须像列车编组一样，将一段段光电设备拼接安装到位。精贵的单件设备，有的达上吨重，却要求工程师屏气凝神、小心轻放。正是有无数工程技术人员的兢兢业业，“上海光源”的光束流轨道稳定度达到国际一流水准。 　　还有，10万多个信号点，没有接错一根电缆 国际上通常要2至3个月完成的工程环节，“上海光源”只用了两个星期……在前几天进行的专家测试中，国内外同行一致认为“建设质量达世界一流”。 　　也许就像杨福家院士所说，这些成功，还都是“前奏”。随着“上海光源”的对外开放，以后将有更多看点。在这个大平台上进行的多种实验，每一个都可能给我们带来惊喜。我们姑且拭目以待。

从实验室到生产线：固态光源技术在生物成像与工业检测中的性能提升生物医学成像和工业计量的照明系统规格通常集中在光谱、空间和时间的光输出特性上。Lumencor的技术支持总监Iain Johnson和我们分享了固态光源阵列——LED、发光管和激光器组合成的固态光引擎如何实现规格定制，以满足特定应用的照明要求。固态光引擎是一个集中控制的固态光源阵列，其输出合并到一个共同的光学传输系统中（图1）。光源的输出可以并行激活以产生白光（图2），或在需要分离的波长时，也可按顺序进行激活（图3、图4）。光源本身可以采用一种固态照明技术，即LED、光导管或半导体激光器，也可以对这些光源技术进行组合。这可以根据zui终用户的应用对亮度、角度分布和辐照度的要求进行定制。根据这一定义，光引擎输出的光谱分布可以通过加法组合，而这与传统的宽光谱照明设备（电弧放电和白炽灯）形成鲜明对比。传统的照明设备产生的光谱分布在物理上是不变的，只能通过选择性的阻挡和衰减来调整。从工程学的角度来看，固态光源的第二个主要优点是，它的输出可以在强度（图2、图4）和时间（图4、图5）方面进行精确控制。因此，光谱输出单元件的差异很小（图2），这使得光引擎应用于不同成像系统时，所获得的数据质量能保持一致。图1.固态光引擎及其输出光谱的概念图。四个固态光源的输出被合并入一个共同的光路，并通过光导耦合进入纤维及或者图像扫描仪。在实际操作中，光源可以是2-21个，具体数量取决于应用要求。光源可以是LED、光导管或半导体激光器其中的一种或组合。它们的输出可以经过滤波（F）以细化光谱。输出光的一部分会被分离出来，并导向参考光电二极管（rPD），以提供控制反馈。在大多数生物医学成像应用中，不需要持续照明，甚至在某些情况下，会起到反效果，影响实验数据。通常情况下，照明与相机曝光会同步进行。这里有两个重点：首先是光源间的切换速度，其次是脉冲间隔的复现性。相比和机械滤光轮耦合的白光照明器（约50ms的切换时间），光引擎可以做到小于1ms的光源间切换（图4），缩短了获取多色图像Z轴堆叠或者玻片扫描所需的时间。脉冲间的积分不变形（图5）是决定延时图像序列保真度的关键因素。每个脉冲的积分量化了在延时序列中每次曝光所需的照度。脉冲之间的照度差异越小，样品动态行为的敏感度就越能增加，这在图像帧到帧的变化间可以体现。图2.28台SOLA V-nIR光引擎（Lumencor, Inc., Beaverton OR）的光谱输出曲线叠加。光引擎的总光输出由光谱曲线所包围的区域来量化。所有28台光引擎的平均输出功率为4558mW，标准差（n=28）为91mW，相当于2%的方差系数（CV）。图3.SPECTRA光引擎（Lumencor, Inc., Beaverton OR）的光谱输出，包括LED、发光管或激光器。发光二极管和光导管的波长规格（nm）代表了中心波长（CWL）/半高全宽（FWHM），已经通过内置的滤光片来改进光源输出。功率（mW）是在光导（连接到显微镜或光学扫描仪）的远端测量得到的。集成三种不同类型的固态光源，可以在整个可见光和近红外波段内提供均匀的功率输出。图4.由TTL触发，AURA光引擎（Lumencor, Inc., Beaverton OR）交替输出485nm（约0.5ms宽）和560nm（约3ms宽）的脉冲（示波器记录）。图中显示了两条叠加的示波器轨迹，其中485nm的强度通过RS232串行命令从100%调整到55%，而560nm的强度保持不变。485nm和560nm的脉冲时间间隔为0.25ms。图5.模拟光电二极管（APD）检测来自一台5光源的AURA光引擎（Lumencor, Inc., Beaverton OR）发出的5ms光脉冲。图中展示了10个脉冲序列，代表了每次数据采集中记录的150个连续脉冲。计算了150个脉冲序列中每个脉冲的积分光输出。对于555/28 nm输出，150个脉冲的方差系数（CV）在555/28 nm脉冲串中为0.23%，在635/22 nm脉冲序列中为0.20%。其他三个源通道的CV值相似（0.15-0.25%）。除了光谱带宽（图3）以外，固态LED、光导管和激光器之间的主要区别在于其光输出的角度分布；LED和激光器之前的zui大区别如表1所示。对于宽场显微镜应用，LED光源配置为科勒照明产生的均匀照明，辐照度范围为1-100mW/mm2。然而，单分子定位显微镜（SMLM）需要更高的辐照度，通过链接到显微镜临界落射照明器（critical epilluminator）的CELESTA光引擎（Lumencor, Inc., Beaverton OR），可以在样品表明提供10^4mW/mm2的辐照度（图6）。临界照明的使用是由科勒照明在光学上的低效率所决定的，因为科勒照明并没有覆盖整个光源表面或者发射光的全部角度分布。在临界照明中，光源被直接成像到样品平面上，这种方法更为高效，但对光源输出中的任何空间不均匀性也更为敏感。临界落射照明器的作用是均匀化任何空间上的不均匀性，以产生与典型scmos相机传感器尺寸（~200mm2）相匹配的高辐照度照明场。Light SourcePower(mW)①light guide②Light Guide Cross SectionArea(mm2)NA③Etendue (mm2 sr)④LED500Liquid light guideCircle,3mm dia7.070.302.00Laser800multimode fiberSquare, 0.4*0.4mm0.160.220.02表1. 光源比较①输出功率是在指定光导的远端测量的②使用光导将光源输出耦合到显微镜或光学扫描仪③光导的数值孔径④光通量积决定了光学检测系统有效利用光源输出的能力。当光源的光通量积与光学系统的光通量积紧密匹配时，可以获得zui佳性能。sr=球面弧度。 针对光驱动生物技术以及工业应用，优化光源的选择性需要全面考虑仪器的光谱、空间和时间要求，这些正是需要照明光源来支持的。通常一种技术尽可以满足其中的部分要求，所以zui佳策略即是混合多种技术来满足全部需求。复杂的光引擎可以提供这样一种集成的方法来混合光源，并克服任何给定技术的基本限制，例如，在荧光分析中，LED在500-600nm的光中由于臭名昭著的“绿色间隙”功率和亮度往往无法满足；或者相对于毫秒级的切换时间，任何弧光灯的开/关不稳定性；又或者广谱光源进行多路复用研究时，谱宽也带来了限制。如今各种固态光源各有优劣，只有仔细评估它们的优点与局限性，才能为光驱动生命和材料科学应用的广泛领域找到zui合适的照面解决方案。图6.使用CELESTA光引擎（Lumencor, Inc., Beaverton OR），通过一根直径800um的光纤耦合到安装在尼康Ti/Ti2显微镜的临界落射照明器上，并产生均匀的荧光玻璃成像。使用尼康60/1.4 NA Plan Apo物镜和Andor的 Zyla 5.5 (2560 x 2160 pixels) scmos相机进行图像捕捉。图表显示了相机沿着标记为红色的对角线所记录的灰度值。右上角的插图展示了使用尼康10X/0.3 NA Plan Apo物镜成像的同一样品。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

上海光源科学中心自由电子激光团队在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得重要进展，理论提出了一种产生涡旋X光的方法。研究表明，仅仅通过增益失谐的调节，X射线自由电子激光振荡器的输出就可以从传统的高斯光变为涡旋光。7月17日，相关研究成果以Generating X-rays with orbital angular momentum in a free-electron laser oscillator为题，以研究快报的形式，发表在Optica上。涡旋光是特殊性质的光，其产生、调控和探测是光学领域的研究热点。涡旋光已应用于数据传输、操纵微观粒子运动和精密测量等领域。涡旋光的产生通常需要螺旋相位板或全息光栅等难以加工的光学器件，非常不易，尤其是X射线涡旋光的产生是亟待解决的关键问题。自由电子激光是一种基于粒子加速器的先进光源，可以产生高亮度，短脉冲的X射线，涡旋光与自由电子激光结合有望为光子科学提供新的机遇。当前，自由电子激光产生涡旋X光的方案需要螺旋波荡器，且要工作在调制激光的高次谐波上，也不易实现。为了解决这一问题，研究人员提出了一种在X射线自由电子激光振荡器中产生全相干涡旋光的方法。该方法无须光学转换元件和螺旋波荡器，仅仅利用了增益失谐来控制高阶横向模式的增益，从而在传统X射线自由电子激光振荡器中自然地产生涡旋光。基于上海硬X射线自由电子激光装置的模拟结果显示，该方法能在1兆赫兹重复频率下产生单个脉冲能量为100微焦的涡旋X光束。这是目前全相干涡旋X光的唯一产生方案，对于进一步拓展X射线自由电子激光振荡器研究、开发新的实验方法有重要意义。2008年，X射线自由电子激光振荡器概念提出以来，上海光源中心自由电子激光团队已在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得进展：提出了X射线自由电子激光振荡器的谐波运行模式（Physical Review Letters, 108, 034802），在该模式下，中等能量电子束团可以驱动X射线自由电子激光振荡器，降低了对电子束能量的要求（2012年）；提出了增益光导型X射线自由电子激光振荡器（Applied Physics Letters, 113, 061106），在没有聚焦元件状态下，增益自聚焦效应可以维持X射线自由电子激光振荡器的横向模式，而输出效率和稳定性不受影响（2018年）。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、中科院和上海市的支持。论文链接图1. X射线自由电子激光振荡器产生全相干涡旋X光示意图图2. X射线自由电子激光振荡器中横向模式的演化

上海光源外景 　　1月19日下午，总投资超过14亿元的上海光源(SSRF)国家重大科学工程通过国家验收，意味着这个第三代同步辐射光源大科学装置，历经10年立项和52个月建设，即将正式对国内外科研用户开放。 　　无论是投资还是规模，上海光源都是国内目前最大的大科学工程，它能做什么?其科学地位和作用是什么?是不是自主研制?……记者为此专访了上海光源工程总指挥、中国科学院副院长江绵恒等专家。 　　“它是一个多学科开放共享的实验平台” 　　上海光源犹如一台功能强大的“超级X光机”和“超级显微镜”，其亮度是最强的X光机的上亿倍，具有波长范围宽、高强度、高亮度、高准直性、高偏振与准相干性、高纯净并可准确计算等一系列比其他人工光源更优异的特性，是继电光源、X光源、激光光源之后第四次为人类文明带来革命性推动的一个新光源。 　　由30多位院士和专家组成的国家验收委员会认为，上海光源以世界同类装置最少的投资和最快的建设速度，实现了优异的性能，成为国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一，是我国大科学装置建设的一个成功范例。 　　“它的用处太多了，是一个多学科开放共享的实验平台。”江绵恒说，“它提供性能非常优异的光——从红外线到高能X射线(硬X射线)宽广波段、光谱连续的光，为我国及全世界诸多学科的前沿基础研究和高新技术开发应用，提供了一个很先进又不可替代的工具。” 　　利用它，可从事生命、材料、环境、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究，以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断等高技术开发应用的实验研究。 　　中科院上海药物所沈旭研究员告诉记者，使用上海光源，他研究晶体结构的效率提高了数十倍，“以前用普通X光衍射，要做几天的工作，现在只需要20分钟左右的时间，可以说实现了质的飞跃。” 　　“将同时容纳上千名科学家一起工作” 　　从空中俯瞰，上海光源仿佛一个美丽的巨型“鹦鹉螺”。这个巨大“鹦鹉螺”内部，有一台周长180米的增强器，一台周长432米的电子储存环，还有首批建设的7条光束线和实验站。 　　让人难以想象的是，这个“鹦鹉螺”是由2100根48米深的混凝土的桩基撑起来的。江绵恒说，这个建筑内部，科学实验的要求很高，比如振动不能超过1微米。在隧道内部，温度的要求是27摄氏度，正负不超过0.2摄氏度，而上海光源做到了正负不超过0.1摄氏度。52个月的建设周期，也创造了世界纪录。 　　自2009年5月6日，上海光源对用户开放试运行，至2010年1月13日，累计提供用户机时15436小时，用户已超过1000人，执行了101个科研院所和大学的用户课题432个，涵盖生命科学、材料科学、环境科学等十几个学科，取得了一批很好的实验结果。 　　“第一批，我们建成了7条光束线和实验站，可同时容纳近百名科学家开展实验。”江绵恒说，“我们计划在2020年左右再建成约30条光束线站，到2030年建满达到60条光束线站，到那时将同时容纳上千名科学家一起工作。” 　　“完全是我们自己的科技队伍做出来的” 　　上海光源已进入国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源的行列，其中不少指标处于国际最好水平之列，且性价比高，自主研制的设备超过70%，形成了一系列具有自主知识产权的高新技术储备。 　　“上海光源从建筑、装置到设备，它完全是我们自己的科技队伍做出来的，安装也是我们自己的技术工人队伍完成的，达到了非常高的工艺水平。”江绵恒说，比如180米的增强器，用于修正电子束流轨道的56块校正磁铁，1块也没用就调通了，说明我们的设计、加工、安装都几乎没有偏差，在世界加速器界可能是“空前”了。 　　江绵恒还介绍说，上海光源是中科院和上海市完美合作的结晶，其主要参建、参研单位有上百家。国际先进的定位，对这些单位提出近乎苛刻的要求，需要他们“跳一下”才有可能达到。而就是在这个“跳一下”的过程中，在工程科研团队的指导与合作下，相关单位和企业的技术能力都获得了提升、飞跃。 　　“我们需要更先进光源的前瞻部署” 　　上海光源的建成，标志着我国在建设大科学工程实验装置方面，具备了高水平的自主创新和技术集成的能力，进入了世界先进行列。 　　“但是也应该看到，世界上最早的第三代的光源是1991年建成的。”江绵恒说，“尽管我们有自己的创新，但在时间上落后了将近20年。而且，新光源——自由电子激光光源，已在国际上加速发展起来，美国SLAC的X射线自由电子激光去年已经出光，德国、日本、韩国等也已起步。” 　　江绵恒因此强调：“我们也需要同时进行更先进光源的前瞻部署。”他透露，中科院已经向国家建议，在上海光源的北面，建设一台软X射线自由电子激光试验装置，开展短波长自由电子激光装置的预先研究 希望在这之后，再向国家申请建设硬X射线的用户装置，把我国与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10—15年左右。

日前，由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所联合研制的极紫外自由电子激光装置——“大连光源”，发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲，单个皮秒(1皮秒等于一万亿分之一秒)激光脉冲产生140万亿个光子，这套总长100米的装置成为世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。　　自由电子激光是国际上最新一代先进光源，也是当今世界发达国家竞相发展的重要方向，在科学研究、国防科技发展中有着重要的应用前景。　　“大连光源”是我国第一台大型自由电子激光科学研究用户装置，是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置，也是世界上最亮的极紫外光源。它也是继“合肥光源”和“上海光源”之后，我国在该领域的又一次重要探索。极紫外光是什么，这套先进的大科学装置基本原理又是什么，将有哪些应用?　　光源亮、脉冲短，微观世界看得更清楚　　人类已经知道，很多物理和化学过程在本质上都是原子和分子运动的过程。要控制或利用这些过程，需要研究其中涉及的原子和分子的反应机制，也就需要精确且高度灵敏地探测所涉及的原子和分子。　　自19世纪以来，电和电磁波就成为人类认识和感知物质世界的最重要的媒介和手段，比如通过麦克风把声音转换成电信号，再进行处理和传输。人类研究原子和分子的反应机制，最直接的方法也是将其变成易于识别和处理的电信号。其过程是把原子或分子中的电子“打”(电离)出来，可以得到原子分子以及物质的结构和动态信息，进而在微观层次上探索物质世界的奥秘。　　近代物理已经证明，光具有波粒二象性，既是电磁波，同时也是粒子。光子本身带有能量，波长越短，光子的能量就越高。而当光的波长短到约100纳米时，一个光子所具备的能量就足以电离一个原子或分子而又不会把它们打碎，这个波段的光称为极紫外光。但是由于在科学实验中，需要探测的原子或分子数量可能非常少，存在时间也非常短，普通的极紫外光源无法满足这一需求，因此必须要有高亮度的极紫外光源，即极紫外激光。“光源亮，微观世界可以看得更清楚 脉冲短，我们可以看到分子和原子在物理和化学变化中超快的过程。”中科院大连化学物理研究所副所长杨学明院士说。　　最亮的“闪光灯”、最快的“快门”，能让分子、原子“无处遁形”　　极紫外激光能电离几乎所有组成普通物质的原子和分子，因此，极紫外激光也无法在普通物质中产生和放大，只能在“特殊物质”中产生，这个“特殊物质”就是脱离原子核而单独存在的自由状态的电子。　　根据电动力学原理，加速运动的电子会向外辐射电磁波，振荡的电子辐射电磁波能力非常强。常用的无线信号，无论是电视还是手机，都是通过驱使电子在天线里来回振荡发射电磁波。　　“大连光源”由加速器、波荡器和光束线站三部分构成。先由时间宽度为几个皮秒的脉冲激光(驱动激光)在光阴极上打出一簇高密度的脉冲电子，再利用直线加速器将这个脉冲电子束加速到3亿电子伏特的能量，电子的速度与光速非常接近。另一束皮秒或者相近时间宽度的强激光(种子激光)照射在这个高能电子束上，电子束中的电子在种子激光的作用下，就会按照激光的波长在空间重新分布(调制)，然后让被调制的电子束继续穿越一系列周期性变化的磁场。电子在周期性磁场中就会一边以光速向前飞行，一边左右摆动，向前辐射出光线。途中各处发射的光会叠加增强，同时电子自身辐射的光也在调制电子自己的空间分布，从而使得电子更加强烈地辐射光线，适当地选择周期性磁场的强度，就会使得种子激光中的某个谐波成分按照前述方式急剧地自激放大并达到饱和，从而输出极紫外激光。　　“‘大连光源’有最亮的‘闪光灯’，峰值功率的亮度比太阳光高100亿倍的100亿倍，有最快的‘快门’，出光长度能达到飞秒(1飞秒等于一千亿分之一秒)、皮秒，不但能让分子、原子‘无处遁形’，还能给它们‘拍电影’，将物理化学反应的全过程动态记录下来。”上海应用物理研究所所长赵振堂用一连串的比喻来说明“大连光源”的大用场。　　应用广泛，有助于理解雾霾形成的机理　　“大连光源”采取了一系列先进技术，包括引入双馈入电子直线加速管、楔形波荡器技术等，自行设计和搭建的驱动激光的整形系统及其稳定性达到了国际先进水平。项目在两年的时间里完成了基建工程以及主体光源装置的研制，3个月内调试成功，创造了我国同类大型科学装置建设的新纪录。中国科学院副院长王恩哥院士认为，“‘大连光源’建成出光，成为我国大科学工程的又一成功范例，将为我国的科技事业注入新的活力。”　　“作为一套真正的用户装置，‘大连光源’将成为一个面向全世界的研究平台。”杨学明表示。建成以后，“大连光源”将成为当今世界上在极紫外波段最强的自由电子激光，因此是研究与原子分子过程相关的物理和化学科学问题的利器。“大连光源”综合实验装置还以极紫外相干光源为依托，配套研制了一系列具有国际先进水平的，用于研究与燃烧、大气以及洁净能源相关的物理化学过程的实验站，使得该装置成为相关研究领域的在国际上不可替代的研究平台。　　据了解，“大连光源”在燃烧化学、极紫外光光刻、生物分子结构及动力学、大气雾霾化学等领域应用广泛。“以大气雾霾为例，大气中的化学物质与水分子作用后，形成分子团簇，这些团簇在生长过程中吸附各种污染物分子，生长为较大的气溶胶颗粒，并逐渐成长为雾霾。利用‘大连光源’的极紫外软电离技术，就可以研究雾霾的生长过程，从根本上理解雾霾形成的机理，为大气污染防治提供科学依据。”大连化学物理研究所研究员张未卿表示。　　延伸阅读　　合肥光源　　1983年4月，中科大国家同步辐射实验室正式立项，建设我国第一台专用同步辐射光源，被称为“合肥光源”。1989年合肥光源建成，并发出中国第一束“神奇之光”。利用“合肥光源”，我国首次完成探月卫星“嫦娥一号”太阳风离子探测器正机的实验标定和测试，首次获得了X射线全息图样等。　　上海光源　　1999年，“上海光源”项目预研工作正式启动，2009年建成投入运行。　　“上海光源”其实就相当于一台巨型的“超级显微镜”，它可以给微观世界，例如花草树木的呼吸过程、人体蛋白质分子活动等，拍摄高清晰度的科学照片。“上海光源”建成后，出光的稳定性始终保持良好，为中国科学家进一步扩宽了探索视界。

5月15日，受国家发展和改革委员会的委托，中国科学院会同上海市人民政府在上海组织召开上海光源线站工程国家重大科技基础设施项目验收会。会议由中国科学院院士詹文龙主持，国家发展改革委创新和高技术发展司副司长任中保、中国科学院副院长丁赤飚担任验收委员会主任并分别讲话。上海光源线站工程总经理赵振堂院士作工程建设总结报告。验收委员会听取了工艺、设备资产、建安、财务、档案等专业组的验收意见，审核了相关材料，对上海光源线站工程进行了实地考察。国家验收委员会认为，项目按指标、全面、高质量完成了国家发展和改革委员会批复的各项建设任务。建设队伍坚持自主创新，推动我国同步辐射方法与技术体系的原始创新，在广泛的光子能区内建成了具有国际一流水平的同步辐射实验方法体系，建立了先进的同步辐射技术支撑体系，上海光源的综合能力实现了跨越式提升，整体性能已位于国际上第三代中能同步辐射光源的前列水平。试运行期间，项目整体运行稳定可靠、成果显著，科技与社会效益突出，将为满足国家重大战略需求、解决重大前沿科学问题和核心关键技术提供有力的科技支撑。验收委员会一致同意上海光源线站工程通过国家验收。上海光源线站工程是国家发展和改革委员会立项的“十二五”国家重大科技基础设施建设项目，以解决国家战略需求和科学前沿中的重大科学问题为主要目标，在上海光源已有的基础上进一步发展，建立先进、系统的同步辐射实验方法与综合研究手段，全面强化和拓展实验能力。工程主要建设内容包括新建16条性能先进的光束线和实验站、拓展光源性能、建立用户辅助实验室和用户数据中心等。工程于2016年11月开工建设，2023年7月全部建成。通过上海光源线站工程的建设，项目团队攻克了一系列核心关键技术，研制了一批具有国际一流水平的关键设备，建成了一批关键性能指标位居国际前列或独有的光束线站，使得上海光源的实验研究能力实现了跨越式提升。线站工程投入运行后，上海光源将共有34条束线46个实验站为广大用户提供服务，覆盖生命科学、材料科学、化工催化等多学科领域，成为国际上第三代中能同步辐射光源装置中线站数量最多、能区覆盖范围最广、实验方法丰富的重大科技基础设施。同时，上海光源线站工程采取“建好一批开放一批”的模式，工程试运行期间，新建线站已服务约8万小时，用户发表科学论文近500篇（包括《科学》《自然》《细胞》等期刊论文12篇），并为35家国内领军企业提供定制化技术解决方案，支撑科技发展的效果初步显现。验收委员会由国家发展改革委、中国科学院、国家档案局、中国国际工程咨询有限公司，以及科研院所和高校的共20余位专家组成，上海市发展改革委、中国科学院机关有关管理部门、中国科学院上海分院等的相关负责人，项目参建单位负责人，以及科研人员代表参加验收会。上海光源俯瞰图上海光源用户实验大厅上海光源中控室

当前，芯片问题广受关注，而半导体工业皇冠上的明珠——以极紫外（EUV）光刻机为代表的高端光刻机，则是我国集成电路（IC）产业高质量发展必须迈过的“如铁雄关”。如何在短期内加快自主生产高端光刻机的步伐，打破国外的技术封锁和市场垄断？笔者认为，应找准关键技术，攻克核心设备，跻身上游产业。认清光刻关键技术对于光刻机，凭什么美国可以左右荷兰阿斯麦公司（ASML）EUV光刻机的出海国家？ASML又为什么“愿意”听从美国的“摆布”？一方面，美国在ASML早期研发阶段给予大力扶持，帮助其获取最新的研究成果；作为继续扶持ASML的条件之一，ASML供应链里至少要有55%的美国供应商。另一方面，在美方协助下，ASML得以顺利收购几大可能阻碍其技术升级的关键供应商，例如通过收购全球准分子激光器龙头企业美国Cymer公司，控制了EUV产业链上除镜片组外最重要一环——13.5纳米极紫外光光源。鉴于此，美国通过下注ASML及推动其在上游产业建立技术壁垒，完成了对光刻机产业链的控制。从技术层面看，Cymer公司采用的是激光等离子（LPP）技术路线，这一技术离不开泵浦激光器。泵浦激光器是德国TRUMPF公司专门量身定制的正方形折叠腔轴快流二氧化碳（CO2）激光器，它的原理是由高功率密度、高重频、波长10.6微米的激光束照射锡液滴（液相锡靶），光/热复合致锡原子电离，锡等离子体直接辐射波长13.5纳米、功率约250瓦的极紫外光。这是国际公认的最具工程实现价值的技术路线，其他如同步辐射、自由电子激光等方法距离规模化应用还差很远。攻克EUV光源核心设备笔者认为，如果我国能提供财力、人力、物力，精准定位并攻克LPP关键技术，还是有望打破高端光刻产业技术瓶颈的。EUV光刻机是一套极其复杂的光机电系统，主要核心设备是EUV光源、光学镜组、高速超精密运动双工件台，其中EUV光源是光刻机最核心设备，而高端CO2激光器又是EUV光源更基础的核心设备，是“光源中的光源”。因此，我们应首先攻克高端CO2激光器，研制比轴快流更先进的大功率板条波导（SLAB）CO2激光器，即万瓦级的SLAB CO2激光器件，打造具有国际竞争力的高精尖端气体激光器产品，在EUV光源供应链中对标德国TRUMF公司。第二步，攻克EUV光源。目前，Cymer公司采用液相锡靶的LPP方案研制的EUV光源仅能输出约250瓦极紫外光，使ASML的EUV光刻机每天只能处理约200片晶圆，生产速度和效益较低，不能满足IC制造商有关日处理300~500片及以上晶圆的急迫要求。要想实现此目标，EUV光源需要提高30%以上输出功率，而液相锡靶LPP技术很难再提高。如果用更先进的CO2激光器结合全新概念的气相锡靶技术方案，研制更大功率EUV光源，将使我们快速跻身核心零部件提供商行列。如能攻克这两个核心设备，成为独立掌握极紫外光源制造技术的国家，将大幅提升我国在高端光刻机国际市场的话语权。关键成果及技术难点CO2激光器作为EUV光刻机的核心部件，引发全球对气体激光技术的重新认知。这充分说明气体激光器是一类非常重要的激光器件。CO2激光器已发展4代，而今标志性的SLAB气体激光技术是国际能量光器件制造商们追逐的技术高地。德国Rofin公司是全球第一家拥有SLAB专利技术体系、能够生产千瓦级以上SLAB激光器件的企业。美国Coherent公司2016年出资9.34亿美元收购了Rofin，获得梦寐以求的SLAB技术。目前，我国是国际上第二家独立拥有SLAB专利技术体系、能够生产千瓦级以上SLAB激光器件的国家，并创新性研发了“板条放电预电离横向激励大气压激光器”，为打造具有国际竞争力的尖端气体激光器产品、跻身高端光刻机全球产业链奠定了知识产权和产业化基础。凭借相关技术储备，我国有机会在较短时间内攻克万瓦级SLAB CO2激光器核心设备。不过，研制EUV光源会面临三大技术难关：一是精密流量控制的气相锡靶；二是激光束照射方式；三是极紫外光收集镜制造和镀膜。

中科院条件保障与财务局组织验收专家组听取了项目总体报告和三个核心成员报告，了解了财务审查情况，现场查看了项目典型成果，经质询讨论，一致认为：项目团队完成了项目实施方案规定的全部任务，达到了项目预期目标，成果显著，同意通过验收。专家一致建议持续支持。　　该项目执行期为2019至2021年。经过三年时间，项目组突破了基于常温加速器的极紫外自由电子激光双脉冲运行模式关键技术，发展了面向未来的基于超导加速器的高重频极紫外自由电子激光关键技术，开辟了独特的质量选择中性团簇的红外光谱关键技术，有效填补了国内和国际空白，使我国在新一代光源的研发和技术领域处于国际先进行列。项目组基于极紫外光源技术，发展了国际领先的实验技术，结合精确的理论计算在原子、分子、量子态分辨水平上揭示了气相、团簇、催化、表面等能源基础领域重要化学过程的基本动力学规律，取得了多项重要成果，为大气雾霾、表界面催化、光催化、星际化学等领域提供了坚实的科技支撑和创新策略。　　该项目形成了一支具有国际先进研发能力的极紫外光源技术团队，积累了自由电子激光技术，大型科学装置，先进实验站的设计、建设、运营、维护的丰富经验，同时也掌握了基于极紫外光源的气相、团簇、催化、表面等领域的基础科学知识、实验技术以及理论计算方法，取得了丰富的科研成果。

10月29日至30日，上海光源线站工程中的能源材料线站（E-line）软X射线分支和硬X射线分支、稀有元素分析线站通过了中国科学院条件保障与财务局组织的工艺测试。　　本次工艺测试以线上线下相结合的方式进行。测试专家组由中科院物理研究所、高能物理研究所、上海应用物理研究所，以及中国科学技术大学、苏州大学、浙江大学、上海科技大学、上海市辐射环境安全技术中心的专家组成（其中，11位现场、5位线上），麦振洪研究员为现场测试组长，胡天斗研究员任总组长（线上）。中科院条财局重大设施处樊潇潇参加会议，工程经理赵振堂院士及副经理、高研院副院长邰仁忠研究员分别致辞。　　专家组听取了项目总工程师王劼作的上海光源线站工程总体报告以及各测试项目负责人作的自测报告，审定了工艺测试大纲，并分组进行现场实测。根据实测结果，专家组一致认为能源材料线站的软X射线分支和硬X射线分支、稀有元素分析线站的各项指标全部达到验收指标，部分优于设计指标。　　能源材料线站是一条软、硬X射线结合的复合型线站，其硬X射线分支为国内首条通过工艺测试的硬X射线高能量分辨谱学线站，具备了高能量分辨X射线发射谱和高能量分辨X射线荧光吸收谱（HERFD-XANES）等实验方法，可有效解决传统吸收谱方法能量分辨低以及无法识别因轨道间电荷转移导致的关键性能变化的瓶颈。实验站关键设备“基于球面晶体的高分辨发射谱仪”在国内属首次研制。上海光源团队通过开展联合攻关，自主设计机械运动结构、自主开发运动控制与数据采集模块，克服了精密光学、机械稳定、谱学数据处理与信号采集与反馈等方面的难题，利用条纹分析晶体研制出硬X射线七晶发射谱仪（XES）（图1）。经专家组现场工艺测试，能量范围覆盖3.2-19.5 keV，能量分辨优于2 eV（图2），可有效识别轨道间电荷转移。　　能源材料线站软X射线分支线可为用户提供共振X射线发射谱（RXES）、共振弹性X射线散射谱（REXS）等实验方法。RXES适用于揭示电池材料体相及固液界面氧化还原过程中电荷转移等电子特性。REXS可应用于探索量子灵巧材料中的电荷、轨道及自旋等长程序，并可用于研究有机材料（如有机太阳能电池、光刻胶等）中的相分离及相畴大小分布。在该分支线在建设过程中，科研人员设计并研制了迄今为止世界上首套双联、互穿光栅单色器（图3），巧妙解决了局促空间下软、硬X光并行通过的难题；研制出国内首台中分辨率超高真空共振发射谱仪（图4），同时，关于该谱仪系二期关键预研设备，项目组在充分调研国际上已有发射谱仪的基础上，基于能源材料研究的科学需求与特点，设计和优化谱仪各方面参数（光栅类型、数目、优化能量点、长度、曲率半径、变线距、出入射臂长、CCD像素阵列、倾角），在测试中能量分辨率达65meV（图5），优于设计指标90meV；研制出国内同步辐射首台软X射线散射仪（图6），在超高真空环境下集成样品的六轴自由度运动及探测器臂的三轴自由度，采用散射仪直接坐地与腔体振动解耦，样品分体铜辨冷却，测试转角分辨率达0.005度（优于设计指标0.01度），冷却温度达15K（优于设计指标20K)。　　稀有元素分析光束线站面向我国核能领域研究的重大需求，以U-Pu和Th-U循环中存在关键科学和技术问题为目标，建立了基于同步辐射X射线的放射性样品先进实验手段。线站建立了样品检测监测、储存室和通风系统等放射性样品实验环境（图7），可进行固体（粉末压片）和液体的放射性样品实验，α和β放射样品的放射性活度可达1.85 GBq/Sample，γ放射样品的放射性活度可达185MBq/Sample。线站光子能量可覆盖5-50keV，实验方法以高分辨衍射和高分辨发射谱为特色，高分辨衍射实验测得20keV的X射线，LaB6的（110）面衍射峰（12.11o）半高宽达到0.0087o的高分辨能力（图8），高分辨发射谱学在光束线使用Si（111）晶体时在U L3边的发射线13.618keV的弹性散射峰半高宽达2.8eV的分辨率（图9）。此外，实验站（图10）还覆盖了常规性X射线衍射（散射）、谱学和成像等同步辐射表征技术，并提供微束实验表征方法。稀有元素分析线站已获得辐射安全许可证，成为国内第一条可进行放射性样品实验研究的综合性线站，将在我国的核科学研究领域中发挥重要的推动作用。　　上海光源线站工程属于国家“十二五”重大科技基础设施建设项目，于2016年11月20日正式开工。该工程建设内容包括新建16条性能先进的光束线站、实验辅助系统、光源性能拓展、建安工程及配套公用设施。上海光源线站工程通过创新的设计，将实现第三代同步辐射光源近乎极限的时间、空间以及能量分辨能力，全面提升上海光源科技策源能力，更好地服务于世界科技前沿与国家战略需求。截止目前，已有12线23站完成工艺测试投入试运行。图1.硬X射线七晶发射谱仪图2.发射谱仪的能量分辨率图3.双联、互穿光栅单色器图4.中分辨率超高真空共振发射谱仪图5.谱仪能量分辨率65meV@445eV图6.软X射线散射仪图7.样品检测监测、储存和通风系统图8.高分辨衍射角分辨测量结果图9.发射谱能量分辨率测试结果图10.稀有元素分析实验站

1、显色指数CRI若把CRI应用于RGB组合型LED，可能引起误导，因RGB组合型LED缺少大量黄色光谱，它对黄色的显色性很差。RGB组合型光谱的波峰狭窄且波峰之间的间隔较大，光谱分布对波峰外饱和色的显色性很差。CRI计算采用的标准色样板为非饱和色，对于衡量连续且频带较宽的光源的显色性比较好；对于LED 等饱和色光源，显色性评价准确性会有一定的误差。如图2，选取12块标准色卡与标准光源对比，受试LED光源A（Ra =80）对右边四块饱和色的表现不如受试LED光源B（Ra =67）。2、色质指数CQS基于CRI在评估LED光源时，存在色空间不均匀、标准色样少、饱和度过低等问题。美国国家标准与技术研究所给出一种新方法——色质指数（Color Quality Scale ，简称CQS），来评价 LED 等新型白光光源的颜色品质。与CRI类似，CQS也采用验色法。通过被测光源与参考光源，照射同标准色样，计算出它们之间的色差。区别于CRI的非饱和色，CQS选取15种饱和色，它们平均分布于整个可见光谱中。如图3，色质指数CQS测试色板的颜色由红到紫构成近乎连续变化的偏饱和颜色。计算CQS值所需的数据都可以从光源的光谱和色样的颜色属性中推导出来，对15块色样的颜色位移量的初始计算与对CRI色样的计算相似，但是CQS值是取15个数据的均方根值，即：式中：Qa——Qi的15个数据的均方根值；Qi ——被测光源与参考光源照射同一套标准色样的色差，i取1～15。相比于CRI（Ra）的计算，CQS（Qa）的计算方法在色差的权重上得到了增强，这样即使在色样间有一些色差，也不会对最终结果产生重大影响。CQS兼顾了LED白光等饱和色和样板色的完整性，但在准确评价颜色的保真度、偏好度不同种族人群方面，需要进一步进行视觉实验和完善。3、电视光源一致性指数TLCI欧洲广播联盟（European BroadcastingUnion，简称 EBU）在2011年11月发布了另外一种针对演播室灯光的测试标准——电视光源一致性指数（Television Lighting ConsistencyIndex，缩写为TLCI），它充分考虑了电视摄像机对照明环境的要求。TLCI是用光谱辐射计对一个光源发出的光谱能量分布进行测量和计算的。TLCI标准的测试与CRI有些类似，是由一张色彩对比图标显示比对结果确定的。其测试色块有24块，如图5，左侧测试色块显示了由标准摄影机所还原并在标准显示屏上显示的参考光源和被测光源，右边的表格提供了12个色彩区块调整亮度、色度和色调所需的指示。右下的图示则画出了被测光源（深黑色曲线）和参考光源（浅色曲线）的光谱强度分布对比图。

7月8日，大连化物所大连光源科学研究室(二十五室)在北京中科院高能物理所“先进光源技术研发与测试平台”组织召开了大连先进光源预研“1.3GHz超导加速模组”项目出厂验收会。验收专家组由所内外专家共同组成，包括中科院近代物理所赵红卫院士、中科院高能物理所陈森玉院士、中科院上海高等研究院赵振堂院士和刘波研究员、北京大学鲁向阳教授、清华大学李任恺教授，大连化物所杨学明院士、张未卿研究员、王希龙研究员等。专家组听取了项目组作的研制和测试报告，审查了超导加速模组测试验收过程中实际记录的100多项参数指标，并现场见证了其主要指标——加速梯度16MV/m(总腔压为133MV)运行的全过程。模组核心指标的测试结果均满足技术要求，品质因数优于国际同类模组(例如 LCLS-II-HE)。 　　经过近三年的不懈攻关，项目组完成了我国首台高品质因数1.3GHz超导加速模组的研制、总装集成和整体测试，关键部件和模组总体性能均达到或优于预期目标，标志着项目组已攻克了高重频自由电子激光亟需的超导加速器技术，为未来大连先进光源项目建设奠定了坚实的基础。 　　该成果得到了大连先进光源预研项目的支持。

新华社上海4月29日电(记者 杨金志、张建松)我国迄今为止最大的大科学装置和大科学平台——上海同步辐射光源29日建成竣工，并对用户试开放。“上海光源”的建成使用，其意义绝不仅仅在于为我国的科研史增添几项“最大”“最先进”，更在于它可以打破科学界长期存在的条块分割、零敲碎打的现象，成为理顺我国科研体制的重大契机。 　　“上海光源”可同时容纳几百名不同学科领域、不同公司企业的科学家和工程师开展实验工作。诚如老一辈科学家所言，如此多的研究人员同时使用“上海光源”，自然就能创造特有的科研氛围，为不同学科间的学术交流提供天然环境 也能为萌发新思想、创造新方法和开辟新学科创造有利条件。 　　至今，我国仍有一些投入数千万元乃至上亿元的科研设备因为“单位所有”限制，只能自家设备自家用，基本处于“半沉睡”状态，维护成本高昂。许多大型科研设备重复建设、重复引进，浪费惊人。譬如我国海洋科研至今未建成一只可以共享的科考船队，不同系统的科研单位都热衷造船购船，出海的耗费巨大。 　　在国有大型研究单位科研设备利用率低下的同时，还有不少中小企业、科研院所却由于资金所限，无力购买和使用大型科学装置，导致研发受阻，创新不足，最终影响产业结构的升级换代和国家的整体竞争水平。 　　近年来，上海及其他长三角地区建立大型科学仪器服务平台，力推科学仪器共享。这种通过政府引导和一定的财政补贴，在使用者和所有者之间建立合理租用关系的模式，已经取得显著效果。 　　国家中长期科学和技术发展规划纲要确立了我国到2020年进入创新型国家行列的远大目标。要实现这一点，就要深化科研领域的体制改革。“上海光源”也好，其它科学装置也好，只有打破“各自为政”的制度壁垒，才能最大限度地发挥作用，成为建设创新型国家的“国之利器”。

4月29日，中国最具规模、世界瞩目的重大科学工程——中国科学院上海同步辐射光源竣工典礼在其实验大厅举行。中共中央政治局委员、国务委员刘延东，中共中央政治局委员、上海市委书记俞正声，全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥，中国工程院院长徐匡迪共同启动竣工装置，并为上海光源国家科学中心(筹)揭幕。上海市市长韩正，中科院常务副院长白春礼，中科院副院长、工程总指挥江绵恒，陈森玉院士，科技部副部长曹健林分别致辞。 　　新华网上海4月29日电 题:中国迄今最大科学工程“上海光源”宣布建成 　　新华社记者 张建松 刘丹 杨金志 　　经过长达16年的孕育、52个月的紧张施工，中国迄今最大的大科学装置和大科学平台“上海光源”29日宣布建成，并同时宣布对国内外用户开放共享。 　　这标志着中国大科学装置建设跨上一个新台阶，不仅为中国科学界和工业界提供了一个与世界同步的大科学实验平台，带动中国科技创新和相关工业的发展，同时也表明中国在建设国际先进水平的大型科学实验装置方面，具备了高水平的技术集成和创新能力。 　　总投资约12亿元人民币的“上海光源”工程坐落于上海浦东张江高科技园区，占地面积约20万平方米。从空中俯瞰，整座建筑如一座巨大的银灰色“鹦鹉螺”——其设计理念是体现光的闪亮与柔美，吸引公众对科学的关注和兴趣。 　　工程的主体建筑是三大加速器——一台150MeV(1.5亿电子伏特)的电子直线加速器、一台能在0.5秒内把电子束能量从150MeV提升到3.5GeV(35亿电子伏特)的全能量增强器，以及一台周长432米的3.5GeV高性能电子储存环。 　　作为目前世界上性能最好的第三代同步辐射光源之一，“上海光源”的建成还将与中国台湾地区和日本、韩国、印度的第三代同步辐射光源一起，形成堪与美欧媲美的“光源群”，成为面向世界的同步辐射实验平台。 　　根据设计，“上海光源”具有建设60条以上光束线和上百个实验站的能力。目前首批建成了七条光束线站，分别是:生物大分子晶体学线站、XAFS光束线站、硬X射线微聚焦及应用线站、X射线成像与生物医学应用光束线站、软X射线谱学显微光束线站、X射线衍射光束线站和X射线小角散射光束线站。 　　所谓“同步辐射”，是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的一种电磁辐射。同步辐射光源被科学家称之为继电光源、X光源和激光光源之后，第四次为人类文明带来革命性推动的新光源。其高准直性、高极化性、高相干性、宽频谱范围、高广谱亮度、高光子通亮等优良特性，为人们开展科学研究和应用研究带来了广阔前景。 　　这是3月16日拍摄的“上海光源”高性能电子储存环旁的部分实验站。科学家要研究比“可见光”波长更短的物体，要“看清”病毒、蛋白质分子甚至金属原子等微观物体，必须选用与这些微观物体大小相近或更短的波长的光束，来照射微观物体，利用光束在物质中的衍射、折射、散射等能够检测到的特性，或者利用光束与物体相互作用产生的光激发、光吸收、荧光、光电子发射等特性，来探究未知的微观世界。新华社记者 裴鑫 摄 　　目前，全球建成和在建的同步辐射光源装置共有60余座，其中第三代同步辐射装置13台。上海光源属于世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一，能量居世界第四，仅次于日本的SPring-8(8 GeV)、美国的APS(7 GeV)和欧洲的ESRF(6 GeV)。 　　与中国已有第一代同步辐射光源——北京正负电子对撞机和第二代同步辐射光源——合肥国家同步辐射实验室相比，上海光源具有高亮度、高强度、高稳定等优点，强度是X光机的上万倍，亮度是最强的X光机的上亿倍，可同时提供从远红外线、紫外线，到硬X射线等不同波长的高亮度光束，每年供光机时将超过5000小时。 　　上海光源工程由中国科学院和上海市政府共同申请建造，由中科院上海应用物理所承建，于2004年12月25日正式破土动工。 　　上海光源工程指挥部总指挥、中国科学院副院长江绵恒说，上海光源是一项极其复杂的大科学工程，工程包含了众多系统，涉及超导高频及低温技术、超高真空技术、高精度数字化电源技术，以及先进光束线技术等多项先进技术，部件研制及系统集成难度极高。 　　在建设过程中，中国工程人员攻克了软土地基微振动控制、消防性能化设计等诸多技术难题，90%的关键技术和设备实现了国产化，直接带动了中国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工等先进技术和工业的发展。 　　“上海光源工程是全国大协作的结晶，代表了中国工业发展的最先进水平，彰显了中国综合科技实力。”上海光源工程最早的倡导者之一、中国科学院杨福家院士说。 　　截至目前，中科院上海应用物理所已经收到来自全国78所高等院校和科研院所的301份申请材料，各地科研人员计划在“上海光源”的七条光束线站上开展生命科学、医学与制药、新材料、物理、化学、石油化工等方面的研究和开发工作。 　　上海光源工程座落在上海浦东著名的张江国家级高科技园区，地块位于张江高科技园区的杨桥村南部，工程用地范围约20万平方米，上海张江(集团)有限公司以零地价转让给上海光源工程使用。 　　上海光源将对有巨大产业前景的微电子、微机械等高新技术的开发，起到极大的推动作用，在科学界和工业界有着广泛的应用价值。由于在长三角地区特别是张江高科技园区已存在微电子与光电子工艺、先进复合材料、红外光电材料和器件、再生能源等多个领域中的上千家高科技开发商，均是上海光源的潜在用户。 　　上海光源工程一期拟建约45000平方米，东西长分别为588至615米，南北宽为333米,总面积约为20万平方米，一期建筑面积为50857平方米。上海光源是中国迄今为止投资最大的国家重大科技基础设施建设项目，总投资约12亿元，在一座银灰色、如鹦鹉螺外形万人体育场大小的圆形建筑内，建有一台能量为150M电子伏特的电子直线加速器，一台周长为180米、能量为3.5G电子伏特的增强器，以及一台周长达432米、能量为3.5G电子伏特的电子储存环，还有沿电子储存环外侧依次分布的多条光束线和实验站等。 　　上海光源工程由中国科学院和上海市政府共同建造，由中央政府和上海地方政府共同出资，开中国重大基础科学研究之先河。上海光源的建设将为构建科研新体制增添一份宝贵的经验。 　　同步辐射光源被科学家称之为继电光源、X光源和激光光源之后，第四次为人类文明带来革命性推动的新光源，为人类认知世界提供了更有力的工具。它具有常规光源不可比拟的优良性能，如高准直性、高极化性、高相干性、宽频谱范围、高光谱耀度和高光子通量等，好比一台多用户的超级显微镜，是照亮微观世界的“神奇之光”。它所能照亮的学科之众多，应用领域之广泛，都是空前的。像普通的X光胶片只能模糊地看到骨骼，但是同步辐射光透射的影像就能探测分子级甚至亚分子级结构，如蛋白质和DNA等等，而且轮廓非常清晰。 　　高性能的同步辐射光源将为生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、凝聚态物理、原子分子物理、团簇物理、化学、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究，以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断和微加工等高技术的开发应用，提供不可替代的先进实验平台。 　　为保持光束流的高度稳定，光源轨道的垂直稳定度须控制在1微米以内。上海光源是极其复杂的大科学工程，包含有众多系统，它们分别涉及超导高频及低温技术、超高真空技术、高精度数字化电源技术、高性能磁铁及机械准直技术、高性能束流诊断技术、先进控制技术，以及先进光束线技术等多项先进技术，部件研制及系统集成难度极高 特别是须在保证各系统性能的前提下达到很低的故障率，以实现提供十几到几十小时的稳定束流、年运行5000小时以上供光时间的预定目标。 　　上海光源的建设将直接带动中国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工、X射线光学、快电子学、超大系统自动控制技术以及高稳定建筑等先进技术和工业的发展。大科学工程的实践证明，这种带动作用的间接效应所带来的社会和经济效益是非常大的。 艾滋病毒 　　仅以生命科学为例，生命科学已进入了后基因组时代，蛋白质科学已成为各发达国家竞相抢占的制高点，而以蛋白质结构和功能研究为主要目标的结构基因组学研究，其中80%以上的工作需要在第三代同步辐射光源上进行，利用高强度和高亮度的同步辐射光，科学家可以很清晰地“看见”生物大分子(如蛋白质、病毒等)的三维结构，掌握它们在生化反应过程中，结构随时间变化的动态过程，所以上海光源将成为中国生命科学前沿研究不可或缺的大科学设施。 　　同步辐射X射线衍射方法是当前测定生物大分子结构的最有力手段，是研究生命现象与生物过程的利器。研究清楚致病病毒分子及周围人体生物组织分子的三维结构，弄清病毒的致病机理与过程至关重要，然后进行计算机模拟，有针对性地设计出能对致病分子进行屏蔽或抑制的药物分子结构，再合成新药，这比传统的筛选法周期短得多，成本也低得多。利用这种方法，国外已成功研制出用于抑制艾滋病的药物，对于降低艾滋病的死亡率起到了良好的作用。 　　在2003年中国出现SARS疫情后不及，中国科学家就利用同步辐射光成功测定了SARS病毒主蛋白酶的结构，为研制抵御SARS病毒的药物提供了重要信息。 　　在石化及化学工业中，催化剂起着核心作用，对石油化工的效率产出有重要影响。中国在某些催化剂和高分子材料的研究方面有着相当好的基础和科技积累，但放眼世界，各大石油公司均已在同步辐射光源上建有专用的光束线站，研究催化机理和催化剂的特性。 　　假如没有高性能的第三代同步辐射光源先进技术的支持，中国企业将面临十分被动的局面。上海光源将是新型催化剂研发中不可或缺的工具。 　　此外，基于第三代同步辐射光源的微细加工技术已成为发展微电子机械系统的主要支撑技术，微细加工将在不长的时间内形成具有相当规模的产业。随着业界对集成电路的集成度要求越来越高，科学界估计，对线度在几十纳米及以下的集成电路，第三代同步辐射光刻技术有可能将成为主要的光刻手段。 　　材料科学是支撑高技术经济发展必不可少的基础，未来的技术革命将在很大程度上取决于新型材料的发明，例如半导体、高分子聚合物、合金、陶瓷、超导材料、复合材料、金属玻璃以及纳米材料等，这些具有异乎寻常性能的新型材料将在计算机、信息、通讯、航空航天、机器人、医药、微机电和能源等新兴产业中获得越来越广泛的应用。 　　利用上海光源所产生的高亮度同步辐射光束，可以揭示材料中原子的精确构造和得到有价值的电磁结构参数等信息，它们既是理解材料性能的"钥匙"，也隐含着发明新颖材料的原理来源。 　　移动通讯和便携式电脑市场的迅猛发展导致对质轻、价低、续航时间长的可充电电池的需求激增，未来的新能源汽车对全新机理的高性能电池研究需求更是世界瞩目的焦点，各国的制造商正在为掌握新的电化学反应以开发高性能的电池而陈兵鏖战，而同步辐射光正是他们手中的新式武器。 　　“上海光源”的用户并不仅限于高科技机构，还包括众多与民生紧密相关的企业。比如，著名化妆品公司欧莱雅已经多次采用同步辐射光源来研究毛发角蛋白的分子结构，开发更高性能的产品。 　　上海光源包括一台约40米长、把电子枪产生的10万电子伏特电子束加速到1.5亿电子伏特的电子直线加速器(在模型中心位置，红色直线段)、一台周长180米、能在0.5秒内把电子束从1.5亿电子伏特加速到35亿电子伏特全能量的增强器(红色小环)和一台周长432米、35亿电子伏特的高性能电子储存环(外圈蓝色大环)和诸多的引出光束线(青色曲线)。 　　其电子束能量为35亿电子伏特，仅次于日本的SPring-8 (80亿电子伏特)、美国的APS(70亿电子伏特)和欧洲共同体的ESRF(60亿电子伏特)，居世界第四。 　　上海光源的设计建造符合中国国情，投资适中，在宽广的光子能区具有好的性能价格比。上海光源可同时提供从“硬X射线”到“远红外”全波段的高亮度光束，性能被优化在用途最广泛的X射线和硬X射线能区。利用近年来技术的新进展，在5~20keV光谱区间可产生性能趋近前述美日欧三套大而昂贵的高能量光源所产生的高耀度硬X光 在1~5keV光谱区间可产生目前世界最高耀度的同步辐射光。 　　其将在亚洲地区与日本SPring-8 (80亿电子伏特)、韩国PLS (25亿电子伏特)、印度Indus-II (25亿电子伏特)和中国台湾TLS (15亿电子伏特)等第三代同步辐射光源一起形成能量和性能分布合理的光源群，成为面向世界的同步辐射实验平台。 　　沿着周长432米、35亿电子伏特的高性能电子储存环的切线方向可以引出光束线，建立试验站。上海光源总共将建设近60条以上光束线和上百个实验站。上海光源首批建设的7个光束线实验站居国际先进水平，目前每天可容纳几百名不同学科领域或公司企业的科学家、工程师，夜以继日地在各自的实验站上使用同步辐射光。 　　上海光源的二期工程——再建22至24条光束线的计划，也已经递交。上海光源圆形建筑内具有建设60多条不同光束线的能力，能日夜不断为环绕四周的上百个实验站供光，几十条光束线和上百个实验站全部建成后，同时容纳的研究人员可达上千名。如此之多的研究人员同时使用上海光源，就创造了特有的科研氛围，为不同学科间的学术交流提供了天然的优良条件，使上海光源自然而然成为综合性的大型前沿研究中心，为萌发新思想、创造新方法和开辟新学科提供极为有利的环境条件。 　　中国第一代同步辐射光源——北京正负电子对撞机。第一代同步辐射光源是寄生于高能物理实验专用的高能对撞机的兼用机，如北京光源(BSR)就是寄生于北京正负电子对撞机(BEPC)的典型第一代同步辐射光源，目前世界上已建成的第一代同步辐射光源有17台。 　　中国第二代同步辐射光源——合肥国家同步辐射实验室(HLS)。第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机，目前世界上已建成的第二代同步辐射光源有23台。 合肥国家同步辐射实验室内景 　　第一代、第二代、第三代同步辐射光源之间的最主要的区别，是在于作为发光光源的电子束斑尺寸或电子发射度的迥异。例如第二代的合肥同步辐射光源，其电子束发射度约150纳米弧度，而第三代的上海光源，其电子束发射度约4纳米弧度，光源点水平束斑尺寸约150微米、垂直束斑尺寸仅约10微米。二者相差近40倍，结果得到的光亮度差1600倍，近三个量级!　　目前世界上已建成的第三代同步辐射光源有13台，正在建造和设计的第三代同步辐射光源有12台。 　　上海光源作为先进的第三代同步辐射光源，本身具有很高的现代高科技的融合度和集成度，因此它将成为中国显示综合科技实力的标志性重大科学装置，并为提升国家知识创新能力和综合科技实力做出不可替代的重要贡献。 　　中国科学院正计划筹建以上海光源等大型设施为依托的上海应用物理国家实验室。该国家实验室在发展光源物理与技术的同时，还将大力开展相关学科的交叉融合性研究，如空间技术向小型化和微型化发展中所需要的新型信息功能材料与器件研究与研制、健康领域中疾病的新型诊断技术和新药的设计与遴选技术研究、结构与功能材料研究、强光技术研究、有机化学领域前沿问题研究等。这个计划组建的国家实验室将成为在国际上占有一席之地的综合性高科技研发中心。

我国迄今为止建造的最大科学工程——上海光源作为多学科开放共享的实验平台，向用户运行开放两年以来，已经取得了一批重要科研成果，加速了我国科技创新。“通过二期线站的建设，上海光源将基本实现波段覆盖、研究方法覆盖和应用领域覆盖，从而极大地提升上海光源的综合研究能力，成为真正意义上的世界级大科学平台。”有关专家相当兴奋。 　　上海光源国家科学中心(筹)副主任何建华介绍，截至今年5月底，上海光源首批7条光束线站累计提供用户机时52720小时，吸引了全国186家产学研各类用户，进站实验人员达6095人次，已执行通过专家评审的课题申请1474个，涵盖生命科学、材料科学、凝聚态物理、化学、环境和地球科学、高分子科学、医药学、地质考古学、信息科学等学科。上海光源用户科研成果丰硕，已发表研究论文172篇，包括《自然》、《科学》、《细胞》等国际顶级刊物7篇，产生了重要的国际影响。 　　上海光源是一台中能第三代同步辐射装置，它应用广泛，装置开放运行以来，已初步显示出在提升我国诸多科技领域创新能力上的重要作用，成为我国提升原始创新能力和培养凝聚优秀人才的重要多学科实验研究平台。 　　与目前世界上投资最多、综合性能指标一流的英国“钻石光源”相比，在投入运行的前两年内，上海光源无论在用户数量还是用户成果方面都毫不逊色。“装置设备运行状态非常好，机器开机率、故障率等各项指标均达到了世界一流水平。”中科院上海应用物理研究所所长赵振堂表示，“作为建设和运行单位，用好光源是我们义不容辞的责任。” 　　“上海光源对我国科技发展的支撑作用，无论是在广度上还是在深度上，都是前所未有的。”依托上海光源，将形成我国重要的科技创新基地。 　　以结构生物学领域为例，上海光源一经投入使用，立即改变了我国结构生物学以往主要依赖国外同步辐射装置开展前沿领域研究的局面，支撑用户在很短时间内取得了一批具有国际影响力的重要成果，显著提升了我国结构生物学研究在国际上的地位，推动我国结构生物学研究快速迈向国际前沿。目前利用上海光源开展蛋白质晶体结构研究的研究组已达105个，占国内从事这方面工作研究组的绝大多数，涉及“973”课题45个、“863”课题26个。而且，上海光源本身也已成为吸引我国结构生物学人才快速集聚的一个重要因素。 　　利用上海光源生物大分子晶体学线站的实验平台，香港科技大学生命科学部讲座教授张明杰及其团队今年2月11日在美国《科学》杂志上发表了有关肌动蛋白7a的突变如何导致先天性失聪失明的研究论文。 　　根据医学统计数字，听力障碍在新生婴儿中相当普遍──每1000个新生婴儿中就有几个病例。在失聪或弱听的儿童中，有3%至6%是Usher综合征患者。Usher综合征是一种基因失调的病症，它会导致病人在生命不同阶段蒙受不同程度的听力或视力丧失。 　　张明杰团队利用在上海光源生物大分子晶体学线站BL17U采集的晶体X光衍射数据，成功解析了肌动蛋白7a与Sans(另外一种可导致Usher综合征的蛋白质，其功能主要是充当桥连蛋白，将肌动蛋白7a的运输物体与其链接在一起)蛋白质复合物2.8埃分辨晶体结构。 　　“这项发现可以用于解释在肌动蛋白15a上发现的许多致病突变而造成非综合征型耳聋性遗传病。”有关专家评价说。 　　通过利用X射线吸收谱学线站，中科院大连化学物理所包信和研究组与上海光源BL14W线站科研人员密切合作，在纳米催化剂研究方面也取得重要突破，其研究结果发表在《科学》上。 　　利用X射线成像光束线站，科研人员在国际上首次利用同步辐射成像技术，直接动态观察到直流电场对合金凝固过程中的枝晶生长的作用 在高血压及卒中后脑血管形态变化的同步辐射影像学研究中，科研人员成功观察到小鼠豆纹动脉静态成像，该结果目前国际上未见报道 此外，科研人员还获得了蝗虫活体呼吸过程动态高分辨成像。 　　直接服务于产业的技术研发，是上海光源开放运行工作的另一亮点。两年来，有多家企业利用上海光源进行技术开发，涉及的行业有制药、化工、技术鉴定等，已取得了良好效果和显著进展，这方面需求呈上升趋势。 　　作为一个多学科开放共享的实验平台，用户使用上海光源需提前申请，等候“机时”。随着申请用户越来越多，上海光源机时已供不应求。目前除了我国科研人员申请使用上海光源外，新加坡、澳大利亚、韩国、日本的部分科研人员也通过合作渠道成为上海光源的用户。 　　“当初建设首批线站时，我们预计1年的申请用户大概是300个。但实际上，我们接待的用户数超过了预期的5倍。尽管我们已经对用户进行了一定的筛选，但目前设备还只能满足一半用户的部分需求。”上海光源国家科学中心(筹)首席科学家徐洪杰说。 　　中科院上海生科院生物化学与细胞生物学所研究员丁建平是上海光源的常客，已在此完成研究并发表了多篇结构生物学领域的成果论文。“上海光源为我们科研提供了有力的支持。但目前最大的烦恼是机时不够用，常常要排很长时间的队。”丁建平说。 　　根据设计，上海光源具有建设60条以上光束线站的能力,一期工程建成了生物大分子晶体学线站、XAFS光束线站等7条光束线站。为更好地满足我国科技创新需求，上海光源已紧锣密鼓地启动了后续建设。其中国家重大科技基础设施建设项目“蛋白质科学研究(上海)设施”将依托上海光源，建设用于蛋白质三维结构测定、蛋白质动态过程研究和功能成像分析等5条光束线站，预计将于2013年12月建成。 　　据上海光源国家科学中心(筹)副主任介绍，上海光源后期建设将瞄准国家战略需求、重大科研需求和产业研发需求，在首批已建成的7条光束线站和6条在建光束线站的基础上，新建若干条光束线站以及相关辅助设施，基本实现波段、研究方法和应用领域的全覆盖，极大提升上海光源作为国家大科学平台的综合研究能力。