同步輻射光源
化學(xué)先生 / 2019-08-24
所謂同步輻射，是由以接近光速運(yùn)動的電子在磁場中做曲線運(yùn)動改變運(yùn)動方向時(shí)所產(chǎn)生的電磁輻射，其本質(zhì)與我們目常接觸的可見光和X射線一樣，都是電磁輻射。由于這種輻射是"1947年在同步加速器上被發(fā)現(xiàn)的，因而被命名為同步輻射(synchrotron radiation)。
同步輻射具有常 規(guī)光源不可比擬的優(yōu)良性能。具體表現(xiàn)在寬波段:同步輻射光的波長覆蓋面大，具有從遠(yuǎn)紅外、可見光、紫外直到x射線范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，井且能根據(jù)使用者的需要獲得特定波長的光。同步輻射光源具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。高準(zhǔn)直:同步輻射光的發(fā)射集中在以電子運(yùn)動方向?yàn)橹行牡囊粋€(gè)很窄的圓錐內(nèi)，張角非常小，幾乎是平行光束，堪與激光媲美。高偏振:從偏轉(zhuǎn)磁鐵引出的同步輻射光在電子軌道平面上是完全的線偏振光，此外，可以從特殊設(shè)計(jì)的插人件得到任意偏振狀態(tài)的光。高純凈:同步輻射光是在超高真空中產(chǎn)生的，不存在任何由雜質(zhì)帶來的污染，是非常純凈的光。高亮度:同步輻射光源是高強(qiáng)度光源，有很高的輻射功率和功率密度，第三代同步輻射光源的X射線亮度是X光機(jī)的上千億倍。窄脈沖:同步輻射光是脈沖光，有優(yōu)良的脈沖時(shí)間結(jié)構(gòu)，其寬度在10負(fù)11次方～10負(fù)8次方s (幾十皮秒至幾十納秒)之間可調(diào)，脈沖之間的間隔為幾十納秒至微秒量級，這種特性對“變化過程”的研究非常有用，如化學(xué)反應(yīng)過程、生命過程、材料結(jié)構(gòu)變化過程和環(huán)境污染微觀過程等。同步輻射光的光子通量、角分布和能譜等均可精確計(jì)算，因此它可以作為輻射計(jì)量，特別是真空紫外到x射線波段計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)光源。此外，同步輻射光還具有高度穩(wěn)定性、高通量、微束徑、準(zhǔn)相干等獨(dú)特而優(yōu)異的性能。同步輻射光源自1947年誕生以來，至今已有60余年的歷史。隨著應(yīng)用研究工作不斷深人，應(yīng)用范圍不斷拓展，同步輻射光源經(jīng)歷了三代快速歷史發(fā)展階段。第一代同步輻射光源是寄生于高能物理實(shí)驗(yàn)專用的高能對撞機(jī)的兼用機(jī)，如北京光源(BSR)就是寄生于北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC)的典型第代同步 輻射光源:第二代同步輻射光源是基于同步輻射專用儲存環(huán)的專用機(jī)，如合肥國家同步輔射實(shí)驗(yàn)室(HLS):第三代同步輻射光源是基于性能更高的同步輻射專用儲存環(huán)的專用機(jī)，如上海光源(SSRF)。
同步輻射光源可以提供真空紫外光。 真空紫外光可以引發(fā)高能過程，包括高激發(fā)態(tài)和光電離過程，在光源的前面加各種濾光片、干涉濾光片、使用有光柵單色儀的分光儀器等，就可以獲得單色輻射光。同步輻射光源已經(jīng)成為材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)城的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的一 種最先進(jìn)的、不可替代的工具，井且在電子工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、生物工程和微細(xì)加工工業(yè)等方面具有重要面廣泛的應(yīng)用。
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