我国小型化自由电子激光研究取得突破性进展

原标题：我国小型化自由电子激光研究取得突破性进展 来源：央视新闻客户端

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，利用超强超短激光装置，在基于激光加速器的小型化自由电子激光研究方面取得突破性进展。研究团队在实验上首次实现了基于激光加速器的自由电子激光放大输出，典型激光波长27nm，最短激光波长可达10nm级，单脉冲能量可达100nJ级，国际率先完成了台式化自由电子激光原理的实验验证，对于发展小型化、低成本自由电子激光器具有重大意义。相关研究成果于2021年7月22日作为封面文章在国际学术期刊《自然》发表。

自由电子激光是实现X射线波段高亮度相干光源的迄今最佳技术途径，X射线自由电子激光可用于探测物质内部动态结构和研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程，极大地促进表面物理、半导体物理、凝聚态物理、化学、结构生物学、医学、材料、能源、环境等多学科的发展。研制小型化、低成本的X射线自由电子激光成为其重要的发展方向，对于拓展应用和产生变革型技术都是极其重要的。

中科院上海光机所副所长、强场激光物理国家重点实验室主任冷雨欣介绍，和长达几百米乃至1公里的自由电子激光装置不同，研制成功的这个仅为12米长的实验装置也涵盖了产生自由电子激光所必需的加速器、波荡器等装置。研究团队通过显著提升激光尾波场加速的电子束品质，并结合创新设计的紧凑型束流传输与辐射系统，首次在实验上观测到极紫外波段的辐射信号，典型的辐射波长27nm，单脉冲辐射能量最高可达150nJ，并通过轨道偏移以及自发辐射定标等方法证明了最后一段波荡器中能量增益高达100倍。这是国际上首次实现基于激光电子加速器的EUV波段的自发辐射放大输出，对于小型化、低成本的X射线自由电子激光器的研制具有重大意义。

未来，研究团队将进一步提升自由电子激光的输出功率和光子能量，并作为上海超强超短激光实验装置中超快化学与大分子动力学研究平台的重要组成部分，提供开放共享。（总台央视记者 帅俊全）

（编辑 李冬鸣）