日前，由中国科学院沈阳化学物理研究所和上海应用于物理研究所牵头研制的极紫外自由电子激光装置——“沈阳光源”，收到了世界上最弱的极紫外自由电子激光脉冲，单个皮秒（1皮秒相等一万亿分之一秒）激光脉冲产生140万亿个光子，这套总长100米的装置沦为世界上视星等且波长几乎固定式的极紫外自由电子激光光源。自由电子激光是国际上近期一代先进设备光源，也是当今世界发达国家竞相发展的最重要方向，在科学研究、国防科技发展中具有最重要的应用于前景。“沈阳光源”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营在极紫外波段的自由电子激光装置，也是世界上视星等的极紫外光源。它也是时隔“合肥光源”和“上海光源”之后，我国在该领域的又一次最重要探寻。

极紫外光是什么，这套先进设备的大科学装置基本原理又是什么，将有哪些应用于？光源暗、脉冲较短，微观世界看得更加确切人类早已告诉，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。要掌控或利用这些过程，必须研究其中牵涉到的原子和分子的反应机制，也就必须准确且高度灵敏地观测所牵涉到的原子和分子。自19世纪以来，电和电磁波就沦为人类了解和感官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，再行展开处置和传输。人类研究原子和分子的反应机制，最必要的方法也是将其变为更容易辨识和处置的电信号。

其过程是把原子或分子中的电子“打”（电离）出来，可以获得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寻物质世界的奥秘。近代物理早已证明，光具备波粒二象性，既是电磁波，同时也是粒子。

光子本身具有能量，波长越高，光子的能量就越高。而当光的波长较短到大约100纳米时，一个光子所不具备的能量就不足以电离一个原子或分子而又会把它们刺穿，这个波段的光称作近于紫外光。但是由于在科学实验中，必须观测的原子或分子数量有可能非常少，不存在时间也十分较短，普通的极紫外光源无法符合这一市场需求，因此必需要有高亮度的极紫外光源，即极紫外激光。

“光源暗，微观世界可以看得更加确切；脉冲较短，我们可以看见分子和原子在物理和化学变化中超慢的过程。”中科院沈阳化学物理研究所副所长杨学明院士说道。

视星等的“闪光灯”、最慢的“对焦”，能让分子、原子“到处遁形”极紫外激光能电离完全所有构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缩放，不能在“类似物质”中产生，这个“类似物质”就是瓦解原子核而分开不存在的权利状态的电子。根据电动力学原理，加速运动的电子不会向外电磁辐射电磁波，波动的电子电磁辐射电磁波能力十分强劲。

常用的无线信号，无论是电视还是手机，都是通过抗拒电子在天线里往返波动升空电磁波。“沈阳光源”由加速器、波荡器和光束线车站三部分包含。

再行由时间宽度为几个皮秒的脉冲激光（驱动激光）在光阴极上投出一簇高密度的脉冲电子，再行利用直线加速器将这个脉冲电子束加快到3亿电子伏特的能量，电子的速度与光速十分相似。另一束皮秒或者相似时间宽度的强劲激光（种子激光）太阳光在这个高能电子束上，电子束中的电子在种子激光的起到下，就不会按照激光的波长在空间新的产于（调制），然后让被调制的电子束之后穿过一系列周期性变化的磁场。电子在周期性磁场中就不会一旁以光速向前飞行中，一旁左右转动，向前电磁辐射出有光线。

途中各处升空的光会变换强化，同时电子自身电磁辐射的光也在调制电子自己的空间产于，从而使得电子更为反感地电磁辐射光线，必要地自由选择周期性磁场的强度，就不会使得种子激光中的某个谐波成分按照前述方式急遽地自激缩放并超过饱和状态，从而输入极紫外激光。“‘沈阳光源’有视星等的‘闪光灯’，峰值功率的亮度比太阳光低100亿倍的100亿倍，有最慢的‘对焦’，出光长度能超过飞秒（1飞秒相等一千亿分之一秒）、皮秒，不但能让分子、原子‘到处遁形’，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。”上海应用于物理研究所所长赵振堂用一连串的比喻来解释“沈阳光源”的大用场。

应用于普遍，有助解读雾霾构成的机理“沈阳光源”采行了一系列先进设备技术，还包括引进双馈入电子直线加快管、楔形波荡器技术等，自行设计和搭起的驱动激光的整形系统及其稳定性超过了国际先进设备水平。项目在两年的时间里已完成了基建工程以及主体光源装置的研制，3个月内调试顺利，建构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指出，“‘沈阳光源’竣工出光，沦为我国大科学工程的又一顺利范例，将为我国的科技事业流经新的活力。”“作为一套确实的用户装置，‘沈阳光源’将沦为一个面向全世界的研究平台。

”杨学明回应。竣工以后，“沈阳光源”将沦为当今世界上在极紫外波段最弱的自由电子激光，因此是研究与原子分子过程涉及的物理和化学科学问题的利器。

“沈阳光源”综合实验装置还以极紫外相干性光源为相结合，设施研制了一系列具备国际先进设备水平的，用作研究与自燃、大气以及洁净能源涉及的物理化学过程的实验站，使得该装置沦为涉及研究领域的在国际上不能替代的研究平台。据理解，“沈阳光源”在自燃化学、近于紫外光光刻、生物分子结构及动力学、大气雾霾化学等领域应用于普遍。“以大气雾霾为事例，大气中的化学物质与水分子起到后，构成分子团簇，这些团簇在生长过程中导电各种污染物分子，生长为较小的气溶胶颗粒，并渐渐茁壮为雾霾。利用‘沈阳光源’的极紫外硬电离技术，就可以研究雾霾的生长过程，彻底解读雾霾构成的机理，为大气污染防治获取科学依据。

”沈阳化学物理研究所研究员张未卿回应。伸延读者合肥光源1983年4月，中科大国家实时电磁辐射实验室月立项，建设我国第一台专用实时电磁辐射光源，被称作“合肥光源”。

1989年合肥光源竣工，并收到中国第一束“神秘之光”。利用“合肥光源”，我国首次已完成搜月卫星“嫦娥一号”太阳风离子探测器正机的实验标定和测试，首次取得了X射线全息图样等。上海光源1999年，“上海光源”项目预研工作月启动，2009年竣工投放运营。

“上海光源”只不过就相等于一台巨型的“超级显微镜”，它可以给微观世界，例如花草树木的排便过程、人体蛋白质分子活动等，摄制高清晰度的科学照片。“上海光源”竣工后，出光的稳定性一直保持良好，为中国科学家更进一步拓宽了探寻视界。

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