硬X射线自由电子激光装置启动束线站总体和极端光物理总体工艺设备安装

发布时间2025-06-23文章来源 硬X射线自由电子激光装置作者责任编辑管舜瑛

616日上午,随着FEL-II光束线真空系统关键设备气体衰减器在四号工作井安装厅吊车的索引下缓缓降落,上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)束线站总体和极端光物理总体工艺设备安装工作正式启动,标志着工程建设又进入了一个崭新的阶段。

项目法人单位上海科技大学和项目共建单位中国科学院上海高等研究院、中国科学院上海光学精密机械研究所的相关领导,合作厂商代表、项目经理部成员、各总体代表、束线站总体与极端光物理总体参建人员等出席了进场仪式。




SHINE作为最新一代基于连续波超导加速器的高重频自由电子激光装置,将建设一台超导直线加速器和若干波荡器线、光束线、实验站以及超强超短激光系统等设施。光束线是包含光学、超高真空、精密机械、电子学控制等多种技术为一体的高技术设备。实验站是科学家利用X射线自由电子激光开展实验研究的场所。通过建设满足通量传输和波前保持需求,具备开展原位单脉冲光强、光谱和光斑分布测量能力的光学传输通道,光束线将波荡器产生的高亮度、高相干X射线激光经过偏转、聚焦、单色化等处理,按照实验要求传输至两个实验大厅的不同实验站开展实验研究。

2025年,FEL-II光束线和首批上线实验站的现场安装是贯穿束线站总体全年建设任务的主线。FEL-II光束线光子能量为0.2-3.0keV,将为近实验大厅的软X射线高分辨共振散射实验站(SSS)、原子分子反应成像实验站(AMO)、物质电子结构实验站(SES)提供X射线自由电子激光。目前,FEL-II线站主要设备已陆续到位,计划于2025年内完成设备安装,于20263月具备通光条件。

极端光物理线站拟建设一台国际领先的百拍瓦级超强超短激光装置及其实验平台,采用光学参量啁啾脉冲放大(Optical Parametric Chirped Pulse Amplification,简称OPCPA) 总体技术路线,可以实现1023W/cm2量级的超强光强,能够在实验室内创造前所未有的极端物理条件,并且利用硬XFEL射线探测物质状态与特性,推动实验室天体物理、聚变反应与新物态等学科的发展。极端光物理总体今年将整体转入安装与调试,批量光学元器件陆续到位,基于自主研发的重频百焦耳泵浦源,拍瓦级 OPCPA 前端系统将实现25焦耳放大能量,具备为OPCPA 高能主放大系统供光能力,预计于今年12月完成第一路主放大器泵浦源的主体设备安装。

SHINE在国际光子大科学装置领域占据重要地位。其建设规模和性能指标均达到世界顶尖水平,建成后将成为世界上最高效和最先进的X射线自由电子激光装置之一。SHINE将满足广泛的科学用户需求,形成独具特色、多学科交叉的先进科学研究平台,为张江综合性国家科学中心以及上海国际科创中心建设提供重要支撑。