同步辐射光源
化学先生 / 2019-08-24
所谓同步辐射，是由以接近光速运动的电子在磁场中做曲线运动改变运动方向时所产生的电磁辐射，其本质与我们目常接触的可见光和X射线一样，都是电磁辐射。由于这种辐射是"1947年在同步加速器上被发现的，因而被命名为同步辐射(synchrotron radiation)。
同步辐射具有常 规光源不可比拟的优良性能。具体表现在宽波段:同步辐射光的波长覆盖面大，具有从远红外、可见光、紫外直到x射线范围内的连续光谱，井且能根据使用者的需要获得特定波长的光。同步辐射光源具有如下几个优点。高准直:同步辐射光的发射集中在以电子运动方向为中心的一个很窄的圆锥内，张角非常小，几乎是平行光束，堪与激光媲美。高偏振:从偏转磁铁引出的同步辐射光在电子轨道平面上是完全的线偏振光，此外，可以从特殊设计的插人件得到任意偏振状态的光。高纯净:同步辐射光是在超高真空中产生的，不存在任何由杂质带来的污染，是非常纯净的光。高亮度:同步辐射光源是高强度光源，有很高的辐射功率和功率密度，第三代同步辐射光源的X射线亮度是X光机的上千亿倍。窄脉冲:同步辐射光是脉冲光，有优良的脉冲时间结构，其宽度在10负11次方～10负8次方s (几十皮秒至几十纳秒)之间可调，脉冲之间的间隔为几十纳秒至微秒量级，这种特性对“变化过程”的研究非常有用，如化学反应过程、生命过程、材料结构变化过程和环境污染微观过程等。同步辐射光的光子通量、角分布和能谱等均可精确计算，因此它可以作为辐射计量，特别是真空紫外到x射线波段计量的标准光源。此外，同步辐射光还具有高度稳定性、高通量、微束径、准相干等独特而优异的性能。同步辐射光源自1947年诞生以来，至今已有60余年的历史。随着应用研究工作不断深人，应用范围不断拓展，同步辐射光源经历了三代快速历史发展阶段。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)的典型第代同步 辐射光源: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，如合肥国家同步辅射实验室(HLS):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(SSRF)。
同步辐射光源可以提供真空紫外光。 真空紫外光可以引发高能过程，包括高激发态和光电离过程，在光源的前面加各种滤光片、干涉滤光片、使用有光栅单色仪的分光仪器等，就可以获得单色辐射光。同步辐射光源已经成为材料科学、生命科学、环境科学、物理学、化学、医药学、地质学等学科领城的基础和应用研究的一 种最先进的、不可替代的工具，井且在电子工业、医药工业、石油工业、化学工业、生物工程和微细加工工业等方面具有重要面广泛的应用。
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