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1、Reporter : Jinhu Dou2012. 10. 16上海同步輻射光源上海同步輻射光源 (SSRF)電電 磁磁 波波 譜譜波譜的譜域波譜的譜域與物質相互作用的機制與物質相互作用的機制無線電波無線電波在大塊物質內在大塊物質內,電荷載子,電荷載子的集體振蕩。例如,由導體組成的天線,其導的集體振蕩。例如,由導體組成的天線,其導體內部的電子的振蕩體內部的電子的振蕩微波至紅外線微波至紅外線等離子體振蕩,分子轉動等離子體振蕩,分子轉動近紅外線近紅外線分子振動,等離子體振蕩(只在金屬里)分子振動,等離子體振蕩(只在金屬里)可見光可見光分子的電子激發(包括可以在人體視網膜里找到的色素分子),等離子分
2、子的電子激發(包括可以在人體視網膜里找到的色素分子),等離子體振蕩(只在金屬里)體振蕩(只在金屬里)紫外線紫外線分子或原子的價電子的激發,包括電子的發射(光電效應)分子或原子的價電子的激發,包括電子的發射(光電效應)X X射線射線原子的內層電子的激發與發射,低原子序數的原子的康普頓散射原子的內層電子的激發與發射,低原子序數的原子的康普頓散射伽馬射線伽馬射線重元素的內層電子的高能量發射,康普頓散射,原子核的激發(包括原重元素的內層電子的高能量發射,康普頓散射,原子核的激發(包括原子核的解離)子核的解離)超高能量伽馬射線超高能量伽馬射線粒子和其反粒子的成對產生。在超高能量狀況,單獨光子與物質的相互
3、粒子和其反粒子的成對產生。在超高能量狀況,單獨光子與物質的相互作用,能夠產生高能量的粒子與反粒子射叢作用,能夠產生高能量的粒子與反粒子射叢什什 么么 是是 同同 步步 輻輻 射射 光光 源?源? 電磁場理論早就預言:在真空中以光速運動的相對論帶電粒子在二極磁場電磁場理論早就預言:在真空中以光速運動的相對論帶電粒子在二極磁場作用下偏轉時,會沿著偏轉軌道切線方向發射連續譜的電磁波。作用下偏轉時,會沿著偏轉軌道切線方向發射連續譜的電磁波。19471947年人類在年人類在電子同步加速器上首次觀測到這種電磁波,并稱其為同步輻射,后來又稱為同電子同步加速器上首次觀測到這種電磁波,并稱其為同步輻射,后來又稱
4、為同步輻射光,并稱產生和利用同步輻射光的科學裝置為同步輻射光源或裝置。步輻射光,并稱產生和利用同步輻射光的科學裝置為同步輻射光源或裝置。 3030多年來,同步輻射光源已經歷了三代的發展,它的主體是一臺電子儲存多年來,同步輻射光源已經歷了三代的發展,它的主體是一臺電子儲存環。環。第一代同步輻射光源第一代同步輻射光源的電子儲存環是為高能物理實驗而設計的,只是的電子儲存環是為高能物理實驗而設計的,只是“寄寄生生”地利用從偏轉磁鐵引出的同步輻射光,故又稱地利用從偏轉磁鐵引出的同步輻射光,故又稱“兼用光源兼用光源”;第二代同步第二代同步輻射光源輻射光源的電子儲存環則是專門為使用同步輻射光而設計的,主要從
5、偏轉磁鐵的電子儲存環則是專門為使用同步輻射光而設計的,主要從偏轉磁鐵引出同步輻射光;引出同步輻射光;第三代同步輻射光源第三代同步輻射光源的電子儲存環對電子束發射度和大量使的電子儲存環對電子束發射度和大量使用插入件進行了優化設計,使電子束發射度比第二代小得多,因此同步輻射光用插入件進行了優化設計,使電子束發射度比第二代小得多,因此同步輻射光的亮度大大提高,并且從波蕩器等插入件可引出高亮度、部分相干的準單色光。的亮度大大提高,并且從波蕩器等插入件可引出高亮度、部分相干的準單色光。 為為 什什 么么 要要 用用 同同 步步 輻輻 射射 光光 源源? ?直線加速器直線加速器增強器增強器儲存環儲存環二極
6、鐵二極鐵四極鐵四極鐵扭擺磁鐵插入件扭擺磁鐵插入件同步輻射光具有頻譜寬且連續可調同步輻射光具有頻譜寬且連續可調(具有從(具有從遠紅外、可見光、紫外直到遠紅外、可見光、紫外直到X X射線范圍內的射線范圍內的連續光譜)連續光譜)、亮度高(第三代同步輻射光源、亮度高(第三代同步輻射光源的的X X射線亮度是射線亮度是X X光機的上億倍)、高準直度、光機的上億倍)、高準直度、高偏振性、高純凈性、窄脈沖、精確度高以高偏振性、高純凈性、窄脈沖、精確度高以及高穩定性、高通量、微束徑、準相干等獨及高穩定性、高通量、微束徑、準相干等獨特的性能特的性能WavelengthsHard X-rays 0.01-0.3 nmSoft X-rays 0.3-10 nm3.5 GeVweakly scattering samples For more details: http:/同同 步步 輻輻 射射 光光 源源 能能 告告 訴訴 我我 們們 什什 么?么?Delhez, R. et al. J. Appl. Crystallogr. 2004, 37, 381同同 步步 輻輻 射射 光光 源源 能能 告告 訴訴 我我 們們 什什 么?么?McCulloch, I. et al. Nat.
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