第四代同步辐射光源加速器物理与技术

同步辐射光源是20世纪应用最广泛的高性能X射线源,已成为物理、化学、能源环境、生物医学、先进材料等领域前沿研究的重要工具。进入21世纪,基于电子储存环的同步辐射光源的发展前沿是第四代同步辐射光源(4GLS)。其采用紧凑型的多弯铁消色散结构,可以实现接近甚至达到X射线衍射极限的超低束流发射度,将光源亮度在第三代光源基础上进一步提升2—3个数量级。文章将重点介绍第四代同步辐射光源关键的加速器物理与技术,以及国际范围内第四代同步辐射光源装置的发展情况。

国家同步辐射实验室的LIGA技术研究及应用

LIGA技术是一种可以利用多种材料获得大高宽比微结构的微细加工方法。介绍了LIGA技术的原理和国家同步辐射实验室LIGA试验线站的参数。详细给出NSRL近年来在同步辐射光刻、微电铸和微塑铸等LIGA技术方面的研究进展,同时给出其在微惯性器件和微流体器件等LIGA应用方面的研究进展。分析LIGA技术研究及应用的发展现状以及所遇到的困难,结合同步辐射光刻的特点,提出LIGA应用的一些展望。

国家同步辐射实验室储存环大厅内的瞬发辐射场

国家同步辐射实验室储存环大厅的辐射场不仅是一个变化的瞬发辐射场，而且还是一个由能谱很宽的轫致辐射与中子组成的混合辐射场。为更好地了解该辐射场的特性，我们主要采用连续监测方法，用充氩气的高压电离室测量轫致辐射，用带有聚乙烯慢化体的ＢＦ＿３计数管作中子探测器；由计算机系统采集并处理数据。在调机的初期，采用天然ＬｉＦ为元件的热释光剂量计（ＴＬＤ）对轫致辐射的剂量贡献进行积累测量。所得结果能清楚地表示出该瞬发辐射场的特点，反映了机器的状况，为调试机器和制订辐射防护方案提供有用信息。

束流位置监测系统的研制及其在国家同步辐射实验室二期工程中的应用

介绍一种储存环束流位置监测系统的标定装置。这套标定装置是为NSRL二期工程储存环注入段真空盒改造而研制的。系统的标定精度达± 0 .0 1mm。该装置已用于新增注入段真空管的束流位置探测器的定标 ,获得了探头定标值 ,并根据其拟合和计算结果对注入段真空管进行了筛选 。

国家同步辐射实验室二期工程的建设、竣工及意义

自1999年正式开工到2004年底竣工验收的国家同步辐射实验室二期工程是国家发改委投资兴建的国家大科学工程,其胜利竣工使合肥同步辐射装置的技术水平提高到新的高度,并使该装置的运行质量、供光能力(积分光通量)、可靠性、稳定性、利用效率和实验水平都大幅度提高.为了总结这项国家大科学工程建设经验,我们全面介绍了工程总体情况,包括:工程的背景、目标及主要任务,工程竣工验收概况和工艺部分完成情况小结,以工程大事记形式对建设进程的回顾,工程采用的各种新技术,工程完成后合肥同步辐射装置两年来的运行情况.

国家同步辐射实验室壁流探测器的研制

介绍了国家同步辐射实验室用于测量束流流强的壁流探测器，并分析了壁流流强小于束流流强的几种主要因素。最后给出了实际测量结果。

国家同步辐射实验室电子储存环大厅轫致辐射场的研究

国家同步辐射实验室电子储存环大厅的辐射场是一个以能谱很宽的轫致辐射为主并伴有中子的混合辐射场。注入阶段是一个变化的瞬发辐射场,运行期间则是一个准恒稳场。为了更好地了解该辐射场的特性,我们对一些具有代表性测点处的轫致辐射剂量率进行了实时连续测量,经过数据处理得到了一些可供参考的结果。

国家同步辐射实验室储存环中Q铁水平位移的准直与校正研究

Q铁(四极铁)在同步加速器或储存环中担任聚焦元件,如果它们的横向位置偏离了设计值,加速器将产生束流轨道的畸变。本工作主要研究在通过平面网测量获得各Q铁的水平位置偏移时,通过轨道的拟合,使需要调节的Q铁数量和径向位移调节量尽量小的一种方法,在储存环的位移准直监测和调整方面具有实际意义。

合肥国家同步辐射实验室软X射线磁性圆二色实验站建设及其初步应用

介绍了软X射线磁性圆二色谱的基本原理,合肥国家同步辐射实验室软X射线磁性圆二色实验站的主要装置,及其采用的相关技术,包括通过斩波器的同步光圆偏振度的计算及其与光通量的折中处理方法、光束线的主要组成和针对本储存环通量低所作的设计、与该实验站兼容的磁铁设计和采用的样品电流采集方式等,并介绍了各部分达到的性能指标.最后用该实验装置对不同厚度的Co多晶薄膜的自旋磁矩与轨道磁矩进行了初步研究,发现随薄膜厚度增加,样品自旋磁矩逐渐增大,而轨道磁矩逐渐减小.

合肥国家同步辐射实验室纵向阻抗测量平台的改进

介绍了合肥国家同步辐射实验室在原有纵向耦合阻抗测量系统基础上根据国际流行的同轴线原理改进的新纵向耦合阻抗测量系统的基本原理、系统组成和初步测量结果。对"药丸形"腔的阻抗的实验测量结果和阻抗计算程序计算结果基本相符,验证了该系统的有效性。

第四代同步辐射光源的光束线站及其应用

随着第四代同步辐射光源的兴起,得益于X射线亮度和相干性的大幅度提升,同步辐射实验技术在谱学、散射和成像等方面取得了显著进步。这些技术能够探测复杂非均匀体系和动态变化过程中的物质结构、成分、化学价态、电子态和磁性等关键信息,在基础科学领域和应用基础研究中发挥关键作用。文章旨在介绍第四代同步辐射光源的线站技术优势,并结合具体例子探讨其在若干物理研究中的应用,同时也讨论了当前存在的工程技术挑战。希望人们能够了解第四代同步辐射光源的光束线站的特点和应用潜力,以促进其在各个科研领域的推广。

国家同步辐射实验室直线加速器聚焦电源控制系统的改造

合肥国家同步辐射实验室 (NSRL)直线加速器聚焦电源控制系统的改造在EPICS环境下进行。本文描述了该控制系统的硬件组成、软件设计及调试结果。

让“神灯”之光更强、更亮、更稳定——国家同步辐射实验室及其二期工程

同步辐射是在许多学科中有广泛用途的新型光源。中国科学技术大学国家同步辐射实验室拥有我国第一台专用同步辐射光源 ,自建成以来取得了一批有价值的成果。该实验室的二期工程的目的是全面推动以同步辐射为研究手段的科学技术的发展 ,迎接新世纪的机遇和挑战。作为“九五”首先启动的国家重大科学工程项目之一 。

国家同步辐射实验室U14C光束线气体滤波器的研制

为消除波荡器产生的高次谐波对国家同步辐射实验室新建的U14C光束线的影响,同时维持光束线中其他各子系统能在超高真空环境下工作,使用了三级差分抽气滤波系统.测试结果显示,在PAr<1.333 kPa时,光束线真空度维持在<1.09×10-6Pa;往气室内通1.333 kPa Ar时,可有效抑制高次谐波的通过,效率达99.97%以上,光束线真空度维持在2.53×10-7Pa,有效地降低了气体外泄至光束线的干扰.

合肥国家同步辐射实验室电子储存环束流损失监测系统中的几个物理问题

电子储存环中损失的束流电子 ,在撞击真空室壁时 ,引起“电子 -γ -电子”簇射 ,在撞击点的下游 ,真空室的外表面形成次级电子 (shower电子 )的分布。通过探测这些shower电子 ,可以知道上游某处的束流损失状况。“合肥国家同步辐射实验室加速器二期工程”中的电子储存环束流损失监测系统 ,就是利用了这个原理。在分析了原有加速器束流损失监测系统的缺陷并对国际上各大型加速器进行了调研的基础上 ,对该系统中的探测器选型。

合肥国家同步辐射光源软X射线束空间相干性实验研究

本文从实验角度对合肥国家同步辐射实验室软 X射线束的空间相干性进行了研究 .利用放置在物面上的高分辨正性光刻胶 ,记录了中心波长为 3.2 nm的波带片和针孔直径为30 μm组合的光场分布 (光斑 ) ,获得相应条件下的爱里斑及空间相干直径实验数据 ;完成了一个双缝干涉实验 .

同步辐射X射线光刻应用新领域──LIGA技术

介绍了一种超微细加工新方法－ＬＩＧＡ技术，并就ＬＩＧＡ技术对掩模材料、光刻胶和光源的要求予以讨论，同时还介绍了国外在这方面的最新研究成果。ＬＩＧＡ技术是深度Ｘ射线刻蚀、电铸成型和塑料铸模等技术相结合的综合技术，是制造微型机械最有前途的方法。与传统半导体超微细加工方法相比，ＬＩＧＡ技术有以下优点：（１）用材广泛，可以是金属、陶瓷、聚合物及玻璃；（２）可加工任意复杂的图形结构；（３）可制造有较大高宽比的超微细元件；（４）加工精度高，可达亚微米；（５）可重复复制，工业上能批量生产，成本低。

同步辐射红外显微光谱技术及其应用

傅立叶变换红外显微光谱技术具有测量灵敏度高、微区分析和无损检测等优点,在材料学、医学、生物学等领域得到广泛的应用。由于常规红外光源的低亮度、低空间分辨率、得到的显微光谱信噪比差,限制了红外显微光谱技术的应用。同步红外辐射以其高亮度的特性成为傅立叶变换红外显微光谱技术的理想光源,将其分辨率提高到接近红外波长或衍射限,极大地提高了红外显微光谱的质量。

合肥国家同步辐射光源现状及未来

介绍了合肥国家同步辐射光源自对国骨外正式开放以来的运行情况，及其重要应用，论述了中国首批启动的国家“九五”重大科技工程项目投资额为１亿元人民币的国家同步辐射光源二期工程的重大改进举措和实验站的增建，展望了同步辐射光源的发展远景．

同步辐射与生命科学研究

同步辐射是一种新型光源，它具有高亮度、高准直性、频谱宽广连续、脉冲时间结构、高度极化、偏振性好等优良特性。本文对同步辐射及其在生命科学研究中的某些重要应用做了综述。