同步辐射的基本知识第一讲同步辐射光源的原理、构造和特征杨传铮。程国峰。。黄月鸿。(1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050；2．中国科学院上海硅酸盐研究所，上海200050)BASICKNOWLEDGEOFSYNCHROTRONRADIATION——LECTURENo．1PRINCIPLE，CONSTRUCTIONANDCHARACTERSOFSYNCHROTRONRADIATIONSOURCEYANGChuan-zheng，CHENGGuo-fengz，HUANGYue-hongz(1．ShanghaiInstituteofMicro-SystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofScience，Shanghai200050，China2．ShanghaiInstituteofCeramicsChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China)中图分类号：0434．11文献标识码：A文章编号：1001—4012(2008)01—0028—05把加速器上使电子弯转、散热等作用的磁铁按特殊1同步辐射光源的原理和发展简史的序列组装成Chasman-Green阵列(Lattice)，这种同步辐射是电子在作高速曲线运动时沿轨道切阵列在电子储存环中采用标志着第二代同步辐射的线方向产生的电磁波，因是在电子同步加速器上首建造成功。次观察到，人们称这种由接近光速的带电粒子在磁(3)第三代同步辐射光源的特征是大量使用插场中运动时产生的电磁辐射为同步辐射，由于电子入件(InserctionDevices)，即扭摆磁体(Wiggler)和在图形轨道上运行时能量损失，故发出能量是连续波荡磁体(Undulator)而设计的低发散度的电子储分布的同步辐射光。关于由带电粒子在圆周运动时存环。发出同步辐射的理论考虑可追溯到1889年Lienard表1为三代同步辐射光源的重要参数比较，其的工作，进一步的理论工作由Schott，Jassinsky，中表征性能的指标是同步辐射亮度，发散度以及相Kerst及Ivanenko，Arzimovitch和Pomeranchuk干性。等直至1946年才完成，Blewett的研究工作首次涉目前，世界上已使用的第一代光源19台，第二及同步辐射对电子加速器操作的影响，并观察到辐代24台，第三代l1台。正在建设或设计中的第三射对电子轨道的影响，Lee和Blewett较详细地给代14台，遍及美、英、欧、德、俄、日、中、印度、韩、瑞出了发展史的评论。典、西班牙和巴西等国家。大概可分为三类：至今，同步辐射光源的建造经历了三代，并向第第一类，是建立以VUV(真空紫外)为主的光四代发展。源，借助储存环直线部分的扭摆磁体把光谱扩展到(1)第一代同步辐射光源是在为高能物理研究硬X射线范围，台湾新竹SRRC和合肥NSRC光源建造与电子加速器和储存环上的副产品。属此类。(2)第二代同步辐射光源是专门为同步辐射的第二类，是利用同步电子加速器能在高能和中应用而设计建造的，美国的Brokhaven国家实验室能两种能模式下操作，可在同一台电子同步加速器(BNL)两位加速器物理学家Chasman和Green(~J(增强器)下，建立ⅥⅣ和X射线两个电子储存环，位于美国长岛Brookhaven国家实验室(BNL)的国收稿日期：2007-09-17家同步辐光源(NSLS)属于此类。作者简介：杨传铮(1939一)，男，教授。第三类，是建立以X射线环为主同时兼顾·28·一砌霉分册杨传铮：同步辐射的基本知识第一讲同步辐射光源的原理、构造和特征1～30第一代兼用(由高能物理决定)<1OOO二极弯曲磁铁无2O世纪6O年代(由两冒E物理决r疋)1ol5～1o16二极弯曲磁铁主，少量插入件少数第二代专用40~150Wi2o世70年代g~er和Undulator‘⋯’第三代专用s~zoUndulator为主部分空间相干2O世纪9O年代VUV的储存环，因为x射线环能提供硬x射线、软10。。ph·S一·mrad·mm一。·(0．1BW)一；②相X射线或和紫外及可见光到红外的光谱分布，但长干性。要求空间全相干，即横向全相干；③光脉冲波部分的亮度较ⅥⅣ环低些，当然也可用长波段长度要求到皮秒级，甚至小于皮秒级；④多用户和进行工作，上海同步辐射装置(SSRF)就属此类。图高稳定性。同步辐射光源的一大特点是多用户和高1为上海同步辐射装置(SSRF)的平面示意图，如果稳定性，可同时有数百人进行试验。增强器能分别采用高能和中能两种模式工作，在中因此有