1月15日，由中科院大连化(hua)学物理研(yan)究所和(he)上(shang)海应用物理研究所联合研制的极紫外自由电子激光装置——大连光源，在经过3个多月的调试(shi)后，这个总长100米的大装置发出了世界上最强的极紫外(wai)自由(you)电子(zi)激光脉冲，单个皮秒激光脉冲产生(sheng)140万亿个光子，成为世界上最亮(liang)且波长完全可调的极紫外自由电子激(ji)光光(guang)源。
 

    大(da)连(lian)光源

 

    中科院副院长王(wang)恩哥评价称：“大连光源(yuan)是(shi)中科院乃(nai)至我国的(de)又(you)一项具有极高显示度的重大科技成果。装置中90%的(de)仪器设备均由我国自主研发，标(biao)志着(zhe)我国在这一领域占据了世界领先地(di)位，为我(wo)国未来(lai)发展更新一代的高重复频率极紫(zi)外(wai)自(zi)由电子激光打下(xia)了坚实的基础。”

    1月13日，中科院大(da)连(lian)化学物理研究所科研人员在调试“大连光源”仪器设备。

 

    给分子“拍个(ge)电影”

 

    自由电子激(ji)光是国际上最先进的新一代(dai)先进光源，也是当今(jin)世界先进国家(jia)竞相发展的重要(yao)方向，在科学(xue)研究、先进技术、国防科技发展中有着重要的应用前景。先进自由(you)电子激光的发(fa)展在前沿(yan)科学研(yan)究中发挥着越来越重要的作用，特别是近十年来，自由电子激光(guang)技术(shu)的发展和突破为探索(suo)未知物质(zhi)世界、发(fa)现新(xin)科学规律、实现技术(shu)变革提供了前所(suo)未有的研究(jiu)工具。

 

    “自由电子激光能够(gou)给分(fen)子‘拍电影(ying)’，比(bi)如记录化学键断裂的动态(tai)过程，具有非常诱人的应用前景。”中科(ke)院上海应物所所长赵振堂说。

 

    而要(yao)拍好(hao)这部“电影”，离不开神奇的极紫(zi)外光。

 

    当波(bo)长短到100纳米附近时，一个光子所具(ju)备的能量(liang)就足以电离一个(ge)原子或(huo)分子而又不会把分子打碎，这个波段的光称为极紫外光。

 

    “在科学实验中，需要探测的原(yuan)子或分子数量可能(neng)非常少，存在时间(jian)也非常短，普通的极紫外光源无法满足这(zhe)个需(xu)求，必须要有高亮度(du)的极紫外光源，即极紫外激(ji)光。”中科院大连化物所分子(zi)反应动力学国家重点实验室研究员戴东旭解释称，“极(ji)紫外激光只能在‘特殊物质’中产生，这个‘特殊物质’就是脱离原(yuan)子核而单独存在(zai)的自由状态(tai)的电(dian)子。”

 

    但是，一台运行在极紫外波段的自由电子激光设备在世界上尚属空白。

 

    这让(rang)科学家感到，中国的机会来了。

 

    （点击视频观(guan)看）

 

    中国第(di)一 世(shi)界最亮(liang)

 

    在国家自然科学基金委(wei)国家重大仪器专项资助(zhu)下，由大连化物所和上海应物所联合研制的大连光源项目于2012年初正式启动(dong)，2014年10月正式在大连长兴岛开工建设(she)，并于2016年(nian)9月底安(an)装完成，首次出光。

 

    至(zhi)此，大连光源成为我国第一台大(da)型(xing)自由电子激光科学研究用(yong)户装(zhuang)置，是当今(jin)世界上唯一运行在极紫外波段的自由(you)电子激光装置，也是世界上(shang)最亮的极紫外(wai)光源。
 

 

    光(guang)源的每一个激光脉冲可产生超过100万亿个光子，波长可在极紫外区(qu)域完全(quan)连续可调，具有完全(quan)的相干性；该(gai)激(ji)光可以工作在飞秒或皮秒脉冲(chong)模式，可以用自放大自发辐射或高增益谐波放大模式运行。在这样的极紫外光照射下的区域(yu)内，几乎所有的原子(zi)和分子都“无处(chu)遁形”。

 

    “大(da)连光源属于第四代(dai)光源，在化学、能源(yuan)、物理、生物、环境等重要研究领域有(you)着广泛(fan)的应用，我国率先建成这一先进光源，对推(tui)动我国乃至世界在这些领域(yu)的研(yan)究发展有(you)着极其重要(yao)的意义。”中科(ke)院院士(shi)、中科院大连化物所(suo)副所长杨学明说，“大连(lian)光源的成(cheng)功研制也为我国未来发展X波段(duan)的自由电子激光(guang)打下了坚实基础。”

 

    例如，举国(guo)关(guan)注的雾(wu)霾问题，就可以利用大连光源来研究。大(da)气中的化学物质与水分子作用后，形(xing)成分子团簇(cu)，这些团簇在生长(zhang)过程中吸附大(da)气中各种污染分子，生长为较大的气溶(rong)胶颗粒，并逐渐成(cheng)长为雾霾。利用大连光源(yuan)极紫外(wai)软电离技术，就可以研究雾霾(mai)的生长过程，从(cong)根本上理解雾霾(mai)形成的机理，为大气污染防治提供科学依据。