1月15日，由中科院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所联合研制的极紫外自由电子激光装(zhuang)置——大连光源，在(zai)经(jing)过3个多月的调试后，这个总长100米的大(da)装置发出了世界上(shang)最强的极紫外自由电(dian)子激光脉冲，单个皮秒激光(guang)脉冲产生140万亿个光子，成为世界上最亮且(qie)波长完全可调的极紫外自(zi)由电子(zi)激(ji)光光源。
 

    大连光源

 

    中科院副院长王恩(en)哥评价(jia)称：“大连光源是中科院乃至我国的又一项具有极高显示度的重大科技(ji)成果。装置中90%的仪器设备均由我国自主研发，标志着我国在这一领域占据了世界领先地位(wei)，为我国未来发展更新一代的高重复频率极紫外自由电子激光打下了坚实的基础。”

    1月(yue)13日，中科院大连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“拍个电影”

 

    自由电子激(ji)光是国际(ji)上最先进的新一代先进光源，也是当今世界先进国家竞相发展(zhan)的重要方向，在科学研究、先进(jin)技术、国防科技发展中有着重要的应用前(qian)景。先进自由电子(zi)激光(guang)的发展在前沿科学(xue)研究中发挥着越来越重要的作用，特别是近十年来，自由电子(zi)激光技(ji)术的(de)发展和突(tu)破为探索未知物(wu)质世界、发现新科学规律、实现技术变革提供了前(qian)所(suo)未有的研究工具。

 

    “自由电子激光能够给分子‘拍电影’，比如记录化学键断裂的动态过程，具有(you)非常诱人的(de)应用(yong)前景。”中科院上海应物所所长赵振堂说。

 

    而(er)要拍好这部“电影”，离不开神奇的极(ji)紫外光。

 

    当波长短到100纳米附近时，一(yi)个光子所具备的能量就足以电离一个原子或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，需要探测的原子或分子数(shu)量可能非(fei)常(chang)少，存在时间也非(fei)常(chang)短，普通的极紫外光源无法满足这个需求，必须(xu)要有高亮度的极紫外光源(yuan)，即极紫外激光。”中科院(yuan)大连化物所分子反应动(dong)力(li)学国(guo)家重点实验室(shi)研究员戴(dai)东旭解释称，“极(ji)紫外激光只能在‘特(te)殊物质(zhi)’中产生，这个‘特殊物质’就是(shi)脱离原子核(he)而单独存在的自由(you)状(zhuang)态的电子。”

 

    但是(shi)，一台运行(xing)在极紫外波段的自由电子激光设备在世界(jie)上尚属空白。

 

    这让科学家感到，中国的机(ji)会(hui)来了。

 

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    中国第一 世界最亮

 

    在国家自然科学基金委国家(jia)重大仪器(qi)专(zhuan)项资助下，由大连化物所和上(shang)海应物所联合研(yan)制的大连(lian)光源项目于2012年初正(zheng)式启动，2014年10月正式在大连长兴岛(dao)开工建设，并于2016年9月底安装(zhuang)完成(cheng)，首次出光。

 

    至此，大连光源成为(wei)我国第(di)一台大型自由电子激光科学研究用户装置，是当今(jin)世界上唯(wei)一运行(xing)在极紫外波段(duan)的自由(you)电子激光装置，也是世界上最亮的极紫外光(guang)源。
 

 

    光(guang)源的每一个激光脉冲可(ke)产生(sheng)超过100万亿个光子，波长(zhang)可在极紫外区域完全连续(xu)可调，具有(you)完全的相(xiang)干性；该激光可以工作在飞秒或皮秒(miao)脉冲模式，可以用自放大自发辐射或高增益谐(xie)波放大模式运行。在这样的极紫外光照射下(xia)的区域内，几乎所有的原子和分子都“无处(chu)遁形”。

 

    “大连光源属于第(di)四代光源，在化(hua)学、能源、物理、生物、环境等重要研究领域有着广泛的应(ying)用，我(wo)国率先建成这一先进光(guang)源，对推动我国(guo)乃至世界在(zai)这些领域的研究(jiu)发展有着(zhe)极(ji)其重要的意义(yi)。”中科院院士、中科院大连化物所副(fu)所长杨学(xue)明说(shuo)，“大(da)连光源(yuan)的成(cheng)功研制也为我国未来发展(zhan)X波段的自由电子激光打下了坚实基础。”

 

    例如，举(ju)国关注的雾霾问题，就可以利用大连光源来研究。大气中的化学(xue)物质与水分子作(zuo)用后，形成分子团簇(cu)，这些团簇在生长过程中吸附大气中各种污染(ran)分子，生长为较(jiao)大的气溶胶颗粒，并逐渐成长为雾霾。利用大连光(guang)源(yuan)极紫外软电(dian)离(li)技术(shu)，就(jiu)可以研究雾霾(mai)的生长过程，从根本上理(li)解雾霾(mai)形成的机理，为大(da)气污染防治提供科学依据。