国家同步辐射实验室的项目规模

1. 国家同步辐射实验室的项目规模

国家同步辐射实验室建有中国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。其主体设备是一台能量为800MeV、平均流强为100~300mA的电子储存环，用一台能量200MeV的电子直线加速器作注入器。来自储存环弯铁和扭摆磁铁的同步辐射特征波长分别为2.4nm和0.5nm。国家同步辐射实验室一期工程1984年11月20日破土动工，1989年建成出光，1991年12月通过国家验收，总投资8,040万元人民币。1999年国家又投资11,800万元人民币进行国家同步辐射实验室二期工程建设，2004年12月二期工程通过国家验收。

2. 国家同步辐射实验室的研究成果

“合肥同步辐射加速器及光束线、实验站项目获得1992年中国科学院科技进步特等奖、1995年国家科技进步一等奖。国家同步辐射实验室自开放以来已接待大量国内外用户,现有注册用户100多家。批准课题200 多项, 已取得一批重要研究成果, 获批准专利3项,申请专利7项,在国内外重要刊物上和国际国内学术会议上发表论文300余篇。主要研究成果举例如下:1.国内首次利用超微细加工采用特殊的静态涂胶工艺和自制的X射线掩模,开展了一系列深度X射线光刻实验研究,研制出多种微结构样品,微结构的尺寸均为微米量级,如最小齿轮直径为35Lm,高度为50Lm。2.砷化镓表面锰的超薄膜的光电子能谱研究,在国际上首次发现存在磁有序现象。3.-V族半导体表面硫钝化的研究。在国际上首次采用了一种新的更为有效的硫钝化的方法, 使半导体材料性能大大改善, 并利用同步辐射光电子能谱技术对其钝化机理进行研究。4.在国内获得第一张生物样品的软X射线全息干涉图。5.实验室在实施二期工程的同时,为充分发挥光源的性能,不失时机地对加速器技术和光源的升级改造开展了不少研究工作,已经取得一些重要进展,例如:(1)建成6特斯拉超导扭摆磁铁,并顺利调试成功,使合肥同步辐射光源可开展部分波长短至0.1nm的硬X射线的研究工作。已建成X射线吸收精细结构光束线的实验站。(2)相干谐波型储存环自由电子激光(SR2FEL)研究,自2008年7月首次获得光学速调管(Optical Klystron,简称OK)自发辐射谱以来,2009年又进行了两次实验;调制因子一次次提高,从0.23 到0.34直至最近实验得到的0.8,这表明SRFEL将会有足够大的增益,有望在将来得到足够高的相干谐波加强因子,从而得到相干谐波辐射。

3. 国家同步辐射实验室的项目功能

同步辐射是一种强度大、亮度高、频谱连续、方向性及偏振性好、有脉冲时间结构和洁净真空环境的优异的新型光源，可应用于物理、化学、材料科学、生命科学、信息科学、力学、地学、医学、药学、农学、环境保护、计量科学、光刻和超微细加工等众多基础研究和应用研究领域。国家同步辐射实验室现建有X射线光刻、红外与远红外、高空间分辨X射线成像、X射线衍射与散射、扩展X光吸收精细结构、燃烧、X射线显微术、原子与分子物理、真空紫外分析、表面物理、软X射线磁性圆二色、光电子能谱、真空紫外光谱、光声与真空紫外圆二色光谱、光谱辐射标准与计量等15条光束线和相应的实验站。国家同步辐射实验室是向国内外用户开放的国家级共用实验室，现有注册用户150余家。

4. 国家同步辐射实验室的批准立项

合肥同步辐射光源于1983年4月8日由国家计委批准立项,并直接命名为国家同步辐射实验室,规定其为国家级公用实验室,这是我国第一个国家实验室。1989年4月建成出光,1991年12月26日通过国家科委组织的国家鉴定和国家计委委托中国科学院进行的国家验收,1993年4月正式向国内外开放。实验室主任为张新夷研究员,实验室学术委员会主任为谢希德院士。现有工作人员193名,高级研究人员16 名,其中中国工程院院士1名,博士生导师6名,教授、研究员9 名;副教授、副研究员49名,实验室在册研究生和博士后35名,其中硕士生研究生18名,博士研究生14名,博士后3名。国家同步辐射实验室正式向国内外开放以来,要求来实验室做实验的用户越来越多,涉及的领域也越来越广,用户对光源质量的要求也越来越高,当时已建成的五个实验站远不能满足要求。为此,由国家计委正式立项,在本世纪最后几年投资1.18亿元,进行国家同步辐射实验室二期工程建设,在充分保证加速器长期、可靠、稳定运行,大幅度提高光源积分流强、亮度和位置稳定性的基础上,新建波荡器插入元件,增建8条光束线和8个实验站,以适应中国科学和技术发展的需要,在世界科技前沿争一席之地。

5. 国家同步辐射实验室的研究领域

合肥同步辐射光源是一台能量为800MeV、特征波长为2.4mm、以真空紫外和软X 射线为主的专用光源,它由200MeV电子直线加速器、800MeV电子储存环、五条同步辐射光束线和五个实验站组成。在世界上各种大型研究设施中,首推同步辐射应用面最广。同步辐射具有频谱宽且平滑连续、可准确计算、强度高、方向性好、亮度高、偏振、脉冲时间结构好、洁净等许多优异特性,超微细加工、凝聚态物理、原子和分子物理、化学、医学和辐射计量学等许多科学和技术领域。本实验室主要科研方向有如下几个方面:1.结合国家同步辐射实验室二期工程,开展相应的加速器物理和技术的研究。2.在光谱和光电子能谱方面,重点研究高温超导材料,纳米晶体和团簇以及磁性薄膜,并积极发展集成组合技术(Combi技术),研制新型功能 材料。3.借助Wiggler辐射, 利用X射线精细结构(XAFS)研究复杂体系的电子态和原子结构,重点选择有掺入杂质和MS2(M为过渡金属)层状化合物。4.发展全息术等新的实验技术,对湿的(有一定活性的)生物样品在亚细胞水平上进行直接观察。5.发展新型单色仪:研制短波段光栅等同步辐射光学元件。6.插入元件和自由电子激光研究。

6. 国家同步辐射实验室的介绍

国家同步辐射实验室坐落在安徽合肥中国科技大学西校园中，这是国家计委批准建设的我国第一个国家级实验室。实验室拥有的同步辐射光源是目前国内高校中唯一一台大科学装置和国家级实验研究平台。

7. 国家同步辐射实验室的相关介绍

国家同步辐射实验室一期工程建设之时，世界上同步辐射光源中插入元件刚刚开始使用，工程人员注意到了这一趋势，设计了可放置插入原件的长直线节。合肥同步辐射光源从储存环的12块弯转磁铁都可引出特征波长为24埃的同步辐射光束，还有3个直线节可安装插入元件并引出具有其它特征波长的光束。这是我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。随着科学技术的发展和用户对光源需求的提高，国家同步辐射实验室原有线站已不能满足需要。增加光束线站、改进和提高光源性能势在必行。1997年国家计委批准了“国家同步辐射实验室二期工程”的立项，总投资1.18亿元人民币，在原有装置的基础上改造主要系统，增建1台波荡器和8条光束线及相应的实验站。二期工程于1999年5月正式开工建设，2004年12月通过国家竣工验收，并全面向国内外用户开放。NSRL以向国内外用户开放为宗旨，光源长期可靠稳定运行为己任，为广大用户提供良好的实验条件和手段；为国家重大基础研究计划（如纳米科技计划、结构基因组研究计划等）、863研究项目、国防建设急需的研究项目以及其它学科的创新性研究工作提供一流的研究平台；充分发挥NSRL多学科交叉的特点，开拓同步辐射新的应用领域，促进原创性工作的开展，促进用户取得具有国际影响的研究成果；与产业建立合作关系，并寻求产业建立自己的专用设备或生产基地。NSRL作为中国重要的同步辐射研究中心之一，成为以同步辐射应用和同步辐射光源研究为主的知识创新基地、人才培养基地及发展高新技术的创新基地。为国内外科学家提供性能优良的实验研究平台，使用户能在若干前沿研究领域取得具有国际先进水平的成果。有选择地开展一些有特色的基础研究和应用基础研究，推动研究成果向高新技术转化。同时，围绕光源和光束线实验站的长期可靠稳定运行，开展必要的机器研究和发展新的实验装置及实验方法。NSRL经几次升级改造后运行稳定可靠，建有15个实验站，成为向国内外用户提供优质的服务的国家级科研平台，新建的高空间分辨X射线成像光束线及实验站空间分辨率达到世界先进水平。近年来在此装置上基础研究和应用研究方面取得了一系列重要成果，凹陷硫化铜十四面体微晶结构观测、燃烧研究金属/聚合物界面研究、星际烯醇研究、铁磁性半导体研究及超分子液晶材料结构研究等方面取得重大进展，多篇高水平论文陆续在国际著名专业杂志发表。

8. 国家同步辐射实验室的学科方向

加速器物理、加速器工程技术、同步辐射光学工程、同步辐射实验技术及其应用研究。加速器物理和加速器工程技术：围绕光源的高质量运行，继续开展提高光源性能的研究，探讨合肥光源的发展方向，开展相应的加速器物理及工程技术研究，在微波加速结构、插入件、加速器控制、束流测量等方面开展有特色的工作。同时，依托合肥光源和待建的上海光源，开展上海光源深紫外自由电子激光研究；作为探索第四代光源的另一途径，继续在NSRL进行储存环自由电子激光研究。同步辐射光学工程：发展同步辐射光束线技术、新型探测器和光学元件。同步辐射实验技术及其应用研究：不断更新和发展实验新方法、新技术，满足同步辐射应用研究需要；在光谱、光电子能谱、圆二色谱等谱学方面对新型功能材料及光化学过程开展研究；利用Wiggler辐射，开展长程及短程有序的物质结构研究；发现和优化新材料集成组合技术及物性检测研究；微电子机械系统（MEMS）的加工方法和相关基础研究；开展生物样品的同步辐射显微术研究。