高纯净:同步辐射光是在超高真空中产生的,不存在任何由杂质带来的污染,是非常纯净的光。
高亮度:同步辐射光源是高强度光源,有很高的辐射功率和功率密度,第三代同步辐射光源的 X射线亮度是 X光机的上千亿倍。 同步辐射光的光子通量、角分布和能谱等均可精确计算,因此它可以作为辐射计量———特别是真空紫外到 X射线波段计量———的标准光源。
此外,同步辐射光还具有高度稳定性、高通量、微束径、准相干等独特而优异的性能。
1、同步辐射的原理:相对论性带电粒子在电磁场的作用下沿弯转轨道行进时所发出的电磁辐射。
2、特点:
高亮度(High-brilliance and flux: extremely intense and high energy ):同步辐射光源是高强度光源,有很高的辐射功率和功率密度,第三代同步辐射光源的X射线亮度是X光机的上亿倍。
宽波段( Wide energy spectrum: tunable wavelength ):同步辐射光的波长覆盖面大,具有从远红外、可见光、紫外直到X射线范围内的连续光谱,并且能根据使用者的需要获得特定波长的光。
窄脉冲(Very short pulses: nano-second ):同步辐射光是脉冲光,有优良的脉冲时间结构,其宽度在10-11~10-8 秒之间可调,脉冲之间的间隔为几十纳秒至微秒量级,这种特性对“变化过程”的研究非常有用,如化学反应过程、生命过程、材料结构变化过程和环境污染微观过程等。
高准直:同步辐射光的发射集中在以电子运动方向为中心的一个很窄的圆锥内,张角非常小,几乎是平行光束,堪与激光媲美,其中能量大于10亿电子伏的电子储存环的辐射光锥张角小于1毫弧度,接近平行光束,小于普通激光束的发射角。
高偏振:同步辐射在电子轨道平面内是完全偏振的光,偏振度达 100%;在轨道平面上下是椭圆偏振;在全部辐射中,水平偏振占75%。从偏转磁铁引出的同步辐射光在电子轨道平面上是完全的线偏振光,此外,可以从特殊设计的插入件得到任意偏振状态的光。
高纯净:同步辐射光是在超高真空(储存环中的真空度为10-7~10-9帕)或高真空(10-4~10-6帕)的条件中产生的,不存在任何由杂质带来的污染,是非常纯净的光。
可精确预知:同步辐射光的光子通量、角分布和能谱等均可精确计算,因此它可以作为辐射计量,特别是真空紫外到X射线波段计量的标准光源。
其他特性:高度稳定性、高通量、微束径、准相干等。
扩展资料:
应用:
同步辐射光源已经成为生命科学、材料科学、环境科学、物理学、化学、医药学、地质学等学科领域的基础和应用研究的一种最先进的、不可替代的工具,并且在电子工业、医药工业、石油工业、化学工业、生物工程和微细加工工业等方面具有重要而广泛的应用。
发现:
同步辐射是速度接近光速(v≈c)的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射,由于它最初是在同步加速器上观察到的,便又被称为“同步辐射”或“同步加速器辐射”。
参考资料来源:百度百科——同步辐射
首先说一下同步辐射的定义:电子在同步加速器中加速,根据电动力学的理论,加速电荷将引起辐射,产生从红外到硬X射线的宽频带连续辐射。
我们知道实验室的X射线衍射实验装置能量小,而且受X射线管靶材的限制,特征辐射波长是区域是非常狭窄的。但是同步辐射的频谱是连续并且非常广阔的,这种连续谱是可以直接引出使用,也可以利用各种元件(类似晶体单色器或者光栅这种吧),选择需要的应用波长。
下面我简单说一下另外的5个非常大的优势:
强度高,亮度大(亮度比常规X射线源高10的8次方~10的10次方倍,甚至更多)。
高度偏振性(在电子轨道平面内,几乎是100%的线偏振光,在轨道平面上下是椭圆偏振光)。
良好的准直性。
光源的焦斑小。
高度稳定性(储存环内电子束的寿命可长达10h左右,光束位置稳定,再现性好)。
强度高,准直性好;谱频单位连续而且很宽,脉冲宽度可以达到10∧(-8)甚至10∧(-10)s, 这一点很重要,X 射线是做不到的
时间分辨,空间分辨,表征精度,多场耦合都十分给力,而且还以远超其他多数表征手段的发展速度进行加速升级,
光束线沿着电子储存环的外侧分布,它是用户实验站与电子储存环之间的“桥梁”,对从电子储存环引出的同步辐射光,按用户要求进行再加工,如分光、准直、聚焦等,并输送到用户实验站。它包括安装在真空管道内的一系列精密光学系统,涉及的主要光学元件有准直狭缝、聚焦镜、单色仪(光栅或晶体)和反射镜等,这些特殊的现代光学器件对材料、工艺、精度、控制和冷却等都有十分苛刻的要求。此外它还有快速真空阀和辐射防护闸以实施真空和辐射安全的连锁保护。

同步辐射源对科学技术发展的广度和深度有着无可比拟的影响,已经成为科学研究最有力的支撑平台之一。同步辐射装置可以为所有电磁探测实验技术提供高性能的光源,从红外、可见光、vUV、软X射线到硬X射线波段。
研究人员可以通过与同步辐射相关的各种技术手段,检测样品中的原子、电子、声子、磁结构等,并可以在各种应用条件(如高/低温、高压、强磁场、电场、腐蚀环境)下进行实验,不仅可以检测机体的结构,还可以检测表面和界面的结构细节。由于其高亮度和高通量,同步辐射的实验可以以实验室光源无法比拟的效率和精度进行,大量的实验方法只有在同步辐射研究设施中才能实现。到目前为止,关于同步辐射的研究已经获得了五个诺贝尔奖。
作为第四代同步辐射源,高能同步辐射源将是中国第一个高能同步辐射源。高能同步辐射源可以为我国在与国民经济和社会发展及产业创新密切相关的战略领域和方向开展突破性科技创新提供有力支撑。同时,为适应监管时代对许多基础科学前沿领域更敏感、更精确、更快速、更复杂、更贴近实际工作环境的科学研究提供了前所未有的实验平台,支持空间、时间和能量等更精细的科学研究。从分子、原子、电子、自旋等层面认识物质(包括生物物质和非生物物质),进而实现多层次、多尺度的物质调控,为国家解决资源、能源、环境、人口、健康等方面日益严峻的挑战提供科学依据。
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中国现在的科学发展水平逐步的提高,很多的科研项目已经具有很高的国际水平,得到世界各国科学家的认可和赞赏。中国的科学发展有很多方面在努力追赶世界的脚步,中国未来的科研技术应该会达到世界的顶端,因为我们中国人有着的智慧和能力,这点是我们可以预见的未来。
最近我听说中国科学院准备十三五的时候,在我国将北京实施一个世界级的项目,那就是建设一台高性能的高能同步辐射光源,这是具世界之最的一个科研项目,当然我们给这个项目取名叫做北京光源,我觉得是一个很贴切的名字,也是一个中国的骄傲,显示出中国科学技术的进步。
同步辐射光源对中国的意义是很大的,首先是在节约能源方面有很强的能力,这点我们可以在一些科研研究的文章上看到,这种同步辐射光源是世界最先进的技术之一,目前掌握的国家还不是很多,中国提前一步开始做出全球最亮的同步辐射光源,是一个技术方面的创新。
大家需要知道的是同步辐射光源的意义不仅仅是科研和节约能源方面,更多的是对环境保护的作用,随着同步辐射光源的技术的成熟,未来应该可以运用的更加广泛,这对于中国的来说无疑是一个很大的进步,将来的中国在环境保护方面的决心,通过这件事情也可以看出来。
对于目前中国的同步辐射光源的项目,上面的意义仅仅是其中的一个部分,更多的意义在于同步辐射光源可以方便科学研究,这一点对北京乃至全国来说都是具有很好的影响,同步辐射光源可以为科研事业做很多的事情,在各个研究项目里都会有同步辐射光源的影子。
中国的科学技术会不断的发展,这些技术的应用会很好的帮助中国,可以在很大的程度上方便老百姓的生活,从这个意义上说,中国致力于科学研究是经济发展的一个基础,同步辐射光源对老百姓来说也是有很大的好处,相信在实际使用以后大家可以看到更多的同步辐射光源的意义。
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