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上海光源在The Innovation发表X射线自由电子激光综述

上海光源 X射线自由电子激光装置
发布:2021-03-24 10:29:29     来源:中国科学院上海物理应用研究所

近日,上海光源中心自由电子激光团队应The Innovation邀请,撰写了题为“Features and future of X-ray free-electron lasers”的X射线自由电子激光综述文章,发表于该刊2021年第2期。论文第一作者为黄楠顺博士研究生,邓海啸研究员、赵振堂院士为论文共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、中国科学院和上海市的资助支持。

图1. X射线自由电子激光与超强激光的对撞

自由电子激光利用相对论电子束团在周期性磁场中产生高亮度X射线脉冲,是目前众多前沿学科领域最先进的研究工具之一。论文概述了X射线自由电子激光的自放大自发辐射、外种子型和谐振腔等三种工作模式,并且对不同模式的优点缺点、研究进展、及应用场景进行了论述。目前,国际上已经有7台X射线自由电子激光装置先后建成并投入运行,并有3台装置正在建设之中。论文展示了X射线自由电子激光在多个领域的代表性前沿应用,包括原子分子物理学、相干衍射成像、非线性光学和结构生物学等。同时,论文也指出未来的科学应用,将需要X射线自由电子激光同时具备超强亮度、全相干、超快脉冲和偏振可控等特征,这为X射线自由电子激光的光源研制带来机遇和挑战。

论文对X射线自由电子激光的未来趋势进行了展望。如,X射线自由电子激光在通往高重复频率甚至连续波运行路上面临的科学问题,需要自调制等创新物理机制来解决;X射线自由电子激光的束流微群聚物理和相关技术,将为储存环光源带来启示和革新;激光等离子体尾波场的高梯度加速技术,将加速X射线自由电子激光的小型化和紧凑型发展,等等。

The Innovation 是一本由青年科学家创办的综合性英文学术期刊,它由中国科学院青年创新促进会百余会员与Cell Press共同创建,旨在向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现,鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。往期作者(Volume 1 Issue 1 -- Volume 2 Issue 1)来自全球24个国家;每期1/3-1/4通讯作者来自海外。现有179位编委会成员,来自21个国家;49%编委来自海外;包含1位诺贝尔奖获得者,26位各国院士;领域覆盖全部自然科学。目前已被DOAJ,ADS,SCOPUS,PubMed等收录。期刊即时指数(Immediacy Index)为3.571,约相当于影响因子16(IF=16)。目前,80%引用源自海外。

文章链接: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100097

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