國家同步輻射實驗室（位于安徽合肥的國家級實驗室）

項目規(guī)模

國家同步輻射實驗室建有中國第一臺以真空紫外和軟X射線為主的專用同步輻射光源。其主體設備是一臺能量為800MeV、平均流強為100~300mA的電子儲存環(huán)，用一臺能量200MeV的電子直線加速器作注入器。來自儲存環(huán)彎鐵和扭擺磁鐵的同步輻射特征波長分別為2.4nm和0.5nm。

國家同步輻射實驗室一期工程1984年11月20日破土動工，1989年建成出光，1991年12月通過國家驗收，總投資8,040萬元人民幣。1999年國家又投資11,800萬元人民幣進行國家同步輻射實驗室二期工程建設，2004年12月二期工程通過國家驗收。

項目功能

同步輻射是一種強度大、亮度高、頻譜連續(xù)、方向性及偏振性好、有脈沖時間結(jié)構(gòu)和潔凈真空環(huán)境的優(yōu)異的新型光源，可應用于物理、化學、材料科學、生命科學、信息科學、力學、地學、醫(yī)學、藥學、農(nóng)學、環(huán)境保護、計量科學、光刻和超微細加工等眾多基礎研究和應用研究領域。

國家同步輻射實驗室現(xiàn)建有X射線光刻、紅外與遠紅外、高空間分辨X射線成像、X射線衍射與散射、擴展X光吸收精細結(jié)構(gòu)、燃燒、X射線顯微術(shù)、原子與分子物理、真空紫外分析、表面物理、軟X射線磁性圓二色、光電子能譜、真空紫外光譜、光聲與真空紫外圓二色光譜、光譜輻射標準與計量等15條光束線和相應的實驗站。

國家同步輻射實驗室是向國內(nèi)外用戶開放的國家級共用實驗室，現(xiàn)有注冊用戶150余家。

批準立項

同步輻射實驗室外景

工程進展

20世紀70年代末，中國科學技術(shù)大學在國內(nèi)率先提出建設電子同步輻射加速器。1977年同步輻射裝置的建造列入全國科學技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。1978年春中科院決定成立以中國科學技術(shù)大學為主的同步輻射加速器籌備組，并于當年三月在合肥召開了第一次籌備工作會議，討論了我國建造電子同步輻射加速器的初步方案，象征著我國同步輻射事業(yè)的正式啟動。

在隨后幾年的預研制過程中，工程人員制成了一段30MeV的電子直線加速器、一塊彎轉(zhuǎn)磁鐵、一塊四極磁鐵及一個儲存環(huán)的超高真空系統(tǒng)，以及物理設計，取得了良好的結(jié)果和第一手的經(jīng)驗，為后面的工程打下了堅實的基礎。

1981年10月，中科院在合肥召開了“合肥同步輻射裝置預研制及物理設計審定會”，會議認為合肥同步輻射裝置已基本進入工程的條件。

1983年，國家計委以計科1983年470號文《關于建設國家同步輻射實驗室的復函》批準了在中國科學技術(shù)大學籌備國家同步輻射實驗室，國家同步輻射實驗室正式立項。這是國家計委批準建設的中國第一個國家級實驗室。

1984年，國家計委以計科（外）1984年2033號文《關于合肥同步輻射實驗室擴初設計的批復》批準了該工程的主體工程建設規(guī)模為建造一臺能量為8億電子伏的同步輻射光源及相應的實驗設施，總投資5990萬元（含350萬美元），并列入按合理工期組織施工的國家重點項目。

國家計委批準的國家同步輻射實驗室擴初設計中確定了電子儲存環(huán)的能量為800MeV、平均流強為100～300mA，用一臺能量為200MeV、脈沖流強為50mA的電子直線加速器作為注入器。并明確與加速器建設的同時，建造5條光束線及5個實驗站，它們分別是：光電子能譜光束線實驗站、分時光譜光束線實驗站、軟X射線顯微術(shù)光束線實驗站、X射線光刻光束線實驗站。

1988年，國家同步輻射實驗室的土建工程基本完工。

1989年3月加速器的所有部件都已安裝就位并經(jīng)過局部和分系統(tǒng)的調(diào)試，同年4月開始聯(lián)調(diào)，25日開始注入儲存環(huán)，僅經(jīng)過23小時便得到第一個儲存束流。

1989年光束線實驗站開始安裝，1991年8月完成所有光束線實驗站的安裝調(diào)試工作，同年9月開始用同步光進行調(diào)試，并開展實驗研究工作。

1991年12月22日至23日，由國家科委組織，王淦昌任主任的鑒定委員會對合肥同步輻射加速器及光束線實驗站進行技術(shù)鑒定。鑒定委員會認為由我國自行設計、研制建成的合肥同步輻射加速器的主要性能指標已達到國際上同類加速器的先進水平，已建成的五條同步輻射光束線和五個實驗站的主要性能指標已基本達到國際水平。

1991年12月26日，國家同步輻射實驗室工程順利通過了國家計委組織的國家驗收。國家驗收委員會高度評價國家同步輻射實驗室工程的建設者們圓滿地完成了工程建設任務。

1993年4月，NSRL正式對國內(nèi)外開放，建有6條光束線和6個實驗站，可廣泛用于開展物理、化學、材料科學、生命科學、信息科學、力學、地學、醫(yī)學、藥學、農(nóng)學、環(huán)境保護、計量科學、X射線光刻和超微細加工等基礎研究和應用研究。

1994年2月，由錢臨照、唐孝威兩位院士發(fā)起，王淦昌、謝希德、謝家麟、馮端、盧嘉錫等34位院士聯(lián)合向有關部門提出《關于集中力量全面建設、充分利用合肥國家同步輻射光源的建議》，中國科技大學也正式向國家有關部門提出建造國家同步輻射實驗室二期工程（簡稱二期工程）的申請。

1996年，國家科技領導小組批準二期工程作為“九五”的首批國家重大科學工程項目之一啟動。國家計委分別以計科技1997年557號文和1503號文對二期工程項目建議書和可行性研究報告批復中國科學院，同意以中國科技大學為依托建設“國家同步輻射實驗室二期工程”國家重大科學工程項目，總投資11,800萬元人民幣。

1997年4月8日，國家計委批復了NSRLII項目建議書（計科技（1997）557號文）。

1997年8月29日，國家計委批復了可行性研究報告（計科技（1997）1503號文）。

1998年7月8日，國家計委批復了初步設計報告（計投資（1998）1301號文）。

1999年4月15日，國家發(fā)展計劃委員會以計投資1999年416號文《國家計委關于國家同步輻射實驗室二期工程開工建設的批復》同意二期工程開工建設。二期工程的技術(shù)目標是：在充分保證機器主體長期、可靠、穩(wěn)定運行，大幅度提高光源積分流強、亮度和穩(wěn)定性的基礎上，新建1臺波蕩器插入元件，增建8條新光束線和相應8個實驗站?？⒐ず螅戏使庠吹臐摿Φ玫礁浞值陌l(fā)揮，將作為性能優(yōu)秀、穩(wěn)定可靠、部分指標相當先進的中低能區(qū)同步輻射光源，長期處于國際上同類裝置的一流水平。

1999年，NSRLII完成了水冷系統(tǒng)冷卻塔的更新改造，空調(diào)系統(tǒng)熱交換器等附屬設備投入運行，輻射場監(jiān)測系統(tǒng)通過調(diào)試開始試運行。加速器各子系統(tǒng)改造的主要元件及樣機研制與測試多已順利完成并通過了驗收。注入系統(tǒng)完成了沖擊磁鐵磁塊分組測試、脈沖電源組裝、陶瓷真空盒部分測試。儲存環(huán)真空系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的環(huán)主電源、控制系統(tǒng)的相關控制軟件、高頻系統(tǒng)的新高頻機、束測系統(tǒng)的部分組件、波蕩器單磁塊測量系統(tǒng)等改造或研制均已完成。

1999年12月12日，來自中科院高能所、物理所、電工所、上海同步輻射裝置、清華大學、復旦大學的9位教授、研究員組成的專家組，對6萬高斯超導扭擺磁鐵及XAFS光束線、站進行了技術(shù)鑒定。會議聽取了研制報告、測試結(jié)果報告，審閱了全部資料，并進行了現(xiàn)場考察。專家組認為：6萬高斯超導扭擺磁鐵是一項技術(shù)復雜的項目，在我國是首次研制，其綜合性能在國際同能區(qū)的裝置中已居領先地位。該扭擺磁鐵安裝調(diào)試成功，使工作能區(qū)擴展到硬X射線領域，具有重要的科學意義。XAFS線、站的主要性能均達到設計指標，光束線的分辨率和光斑的穩(wěn)定性達到國際上同類裝置的水平，提供用戶使用后獲得了良好的實驗結(jié)果。

1999年12月19日，NSRL第二屆用戶委員會第一次會議在合肥召開。會上宣讀了經(jīng)中科院批準的新一屆用戶委員會名單，簡要介紹了二期工程的進展情況、實驗室現(xiàn)狀和下年度用光計劃。委員們肯定了NSRL為用戶做的工作，針對用戶管理方面存在的一些問題，提出了可行的建議。

2000年，3月20日打開儲存環(huán)真空，開始安裝與之相連的大部分設備和所有光束線的前端，4月中旬封閉。光束線前端于5月安裝到位。儲存環(huán)真空恢復順利，各前端的真空性能均達到指標要求，通過了工程內(nèi)部驗收。新建的LIGA光束線安裝就位，通過了離線調(diào)試驗收。

2001年，運行質(zhì)量比改造前大幅度的提高。環(huán)的主磁鐵電源、注入系統(tǒng)電源等新設備的故障率很低，真空系統(tǒng)改造、新光束線前端等通過了運行的考驗。5月超導Wiggler投入運行，為NSRLII的兩條用X射線的光束線對光，LIGA站進行了首次調(diào)試和試運行，獲得了深達1毫米的深度光刻制品（右圖）。下半年，高頻腔完成機械加工；注入系統(tǒng)長直線段的沖擊磁鐵已制成；波蕩器加工已完成，磁場測量與調(diào)整的初步結(jié)果令人滿意。大部分電源已驗收，控制系統(tǒng)的改造與之配合進行。光束線站的非標加工基本完成。除已就位的LIGA線外，其他七條光束線的機械測量(粗)、真空調(diào)試、安裝就位等工作正全面展開。八個實驗站中的四個的主體設備已經(jīng)初步安裝到位。其他各站也進展順利，重要的非標部件的加工基本完成。公用設施改造的大部分已完成并投入使用。

2002年5月，NSRLII儲存環(huán)束流閉軌校正系統(tǒng)投入運行并取得良好效果。其三個主要組成部分：束流閉軌位置測量系統(tǒng)、校正鐵系統(tǒng)和相關的控制系統(tǒng)功能正常。該系統(tǒng)能很好地滿足機器運行和研究的需要。

2002年7月15日，長約2.7米的波蕩器UD-1通過專家測試。來自中科院高能物理所、中科院上海原子核所和中國科技大學等單位的專家對NSRLII新建波蕩器UD-1的磁場性能指標進行了測試?，F(xiàn)場測試結(jié)果與原測數(shù)據(jù)一致，重復性很好。UD-1是中國大陸建成的第一臺儲存環(huán)中以產(chǎn)生高亮度同步輻射的波蕩器。其磁間隙變化范圍大，測量長度長，磁測指標多、數(shù)據(jù)多，調(diào)試測量的工作量和難度都很大。測試組認為，UD-1調(diào)試測量數(shù)據(jù)完整，性能優(yōu)良，各項指標均已達到設計要求，主要指標優(yōu)于設計要求。

2002年，環(huán)高頻系統(tǒng)10月完成安裝，真空系統(tǒng)改造基本完成，工程進入聯(lián)合調(diào)試、試運行階段。X射線衍射與散射線站通過了專家測試開始試運行。表面物理、光譜輻射標準和計量、原子分子物理等線的光學元件完成安裝，開始光路的初步調(diào)試。

2003年1月16日，NSRLII光聲、光熱實驗站設計方案調(diào)整專家審定會在合肥舉行。專家組由南京大學聲學研究所張淑儀院士（組長）、復旦大學同步輻射研究中心的張新夷教授、復旦大學生命科學學院的季朝能副教授、中科院基礎局的陳勛遠研究員和中國科技大學物理系的方容川、施朝淑教授、化學系的蘇慶德教授以及生命科學學院吳季輝教授組成。專家們聽取了該實驗站方案調(diào)整內(nèi)容以及調(diào)研結(jié)果。專家組認為：NSRLII建設方案已充分考慮了滿足真空紫外圓二色光譜實驗站的要求，在工程進行中盡快調(diào)整方案是必要的，也是合理的，應集中力量建立真空紫外圓二色光譜及光聲光譜實驗研究方法，并建議光熱偏轉(zhuǎn)光譜可不作為二期工程驗收內(nèi)容，條件成熟時再開展這方面工作。

2003年3月13日，NSRLII新注入系統(tǒng)通過束流調(diào)試。3月4日打開環(huán)真空更換陶瓷真空室組件，3月13日開始帶束聯(lián)調(diào)并成功儲存束流。四塊沖擊磁鐵能實現(xiàn)良好匹配，勵磁電流可加足設計值，最高積累束流流強曾達210mA。注入系統(tǒng)改造是NSRLII的關鍵子項目之一，也是難點之一。在2002年10月的調(diào)試中，束流極難儲存。經(jīng)過多方試驗、觀察測量和分析，并與高能所、上海核所、日本KEK的專家討論，判斷是陶瓷真空室金屬鍍膜偏厚，造成磁場時間滯后不均，并制定了改進關鍵工藝、嚴格控制質(zhì)量、加強半成品檢測、抓緊進度等措施。由于判斷準確，措施得當。陶瓷真空室組件的加工僅用兩個多月就順利完成。各項技術(shù)指標皆符合物理設計要求。

2004年3月14-16日，NSRLII通過了中科院組織的加速器及光束線專家測試會。測試組由來自上海應用物理所、北京高能物理所、蘭州近代物理所的10位專家組成，陳森玉院士擔任組長，趙振堂、夏佳文、夏紹建研究員擔任副組長。測試期間，測試組專家審定了工程指揮部提交申請報告，確定了總體工藝綜合測試指標和參數(shù)，分成8個小組對加速器改造項目和光束線部分的12個子項工藝的測試方法、測試手段和自測結(jié)果進行了審定，并對他們的主要性能指標進行了復測。測試組專家認為：NSRLII已測的加速器改造項目通用運行模式滿足同步輻射用戶的基本需求，可投入運行。12條光束線和實驗站可提供同步輻射用戶使用。

2004年5月27-28日，中科院基礎局組織專家組對NSRLII進行了院級工藝鑒定。鑒定組由魏寶文院士擔任組長，陳森玉院士、陸坤權(quán)研究員擔任副組長的11位專家組成。專家們聽取了工程建設報告和分管加速器改造、光束線建設、實驗站建設報告；聽取了陳森玉院士宣讀的工藝測試報告；查閱了工程指揮部提供的專家測試組測試結(jié)果；并現(xiàn)場觀察了裝置運行情況。鑒定組確認了專家測試組提交的測試結(jié)果，積極評價NSRLII取得的成績。改造后的裝置技術(shù)水平提高到新的高度，運行流強300毫安，束流平均壽命大于8小時；超導扭擺磁鐵(Wiggler)運行時，全部14條光束線可同時引出同步輻射光。所有新建實驗站皆已基本具備向用戶開放的條件，滿足大多數(shù)同步輻射用戶的基本需求，建議在國家驗收后將盡快投入運行。

2004年12月14日，NSRLII正式通過了由國家發(fā)展和改革委員會委托中科院主持的國家驗收。驗收委員會聽取了工程建設報告、專家測試報告、工藝鑒定報告和預驗收意見，查驗了工程現(xiàn)場，查閱了文件、檔案資料。經(jīng)過認真、仔細的審查，驗收委員會認為：國家同步輻射實驗室通過二期工程建設，提高了裝置技術(shù)水平，擴大了實驗應用領域，基本完成了國家發(fā)展和改革委員會(原國家計委)批準的建設目標，同意NSRLII通過國家驗收。

2005年5月12日，NSRLII齊飛研究組與美國、德國的科學家合作，首次在實驗中發(fā)現(xiàn)了一系列的碳氫化合物氧化過程的重要中間體－烯醇，其研究成果以Science Express形式發(fā)表在5月12日出版的國際權(quán)威的學術(shù)刊物《科學》雜志上。國外的一些媒體在第一時間作了相關報道?！犊茖W》雜志審稿人認為這是一項非常有意義而且很有趣的工作。這一研究工作由美國、中國、德國五個研究小組共同參與，中國科學技術(shù)大學國家同步輻射實驗室作為第三參與單位。實驗工作在美國勞倫斯伯克利國家實驗室的先進光源和NSRLII完成。

2005年8月4-7日，NSRLII2005年度用戶年會在安徽天柱山召開。來自國內(nèi)外高等院校、科研機構(gòu)和企業(yè)共計45家單位的136位代表參加了會議。會議聽取了工程竣工驗收后的整體工作、運行和開放情況的報告。美國斯坦福大學沈志勛教授、日本廣島大學喬山教授、加拿大同步輻射裝置T.K.sham教授，以及中科院大連化物所包信和所長、中科院生物物理所所長饒子和院士、中科院物理研究所周興江研究員、中科院北京高能所胡天斗研究員、中科院上海應物所何建華研究員應邀做了精彩報告，分別介紹了各自的科研成果及相關領域研究的最新進展。各實驗站工作人員與用戶進行了交流、討論，聽取了各線、站用戶對用光機時申請、課題發(fā)展方向和實驗技術(shù)方法等方面的意見和建議。會議期間，選出了新一屆用戶專家委員會，成員由來自13個科研機構(gòu)的29人組成。委員會主任楊學明（中科院大連化物所）、副主任吳自玉（中科院高能所）、周興江（中科院物理研究所）、封東來（復旦大學），秘書長高琛。

2005年11月19-20日，NSRLII在合肥舉行了發(fā)展方向國際研討會，探討NSRLII在真空紫外、軟X射線和紅外領域所面臨的重大科學問題、所具備的優(yōu)勢和發(fā)展戰(zhàn)略等問題。來自法國SOLEIL同步輻射實驗室、日本分子科學研究所、日本廣島大學、美國加利福尼亞大學、中科院物理研究所、中科院大連化學物理研究所、中科院上海技術(shù)物理研究所、中科院武漢物理與數(shù)學研究所、中科院化學所、清華大學、復旦大學、吉林大學、中國科學技術(shù)大學等國內(nèi)外13個高校、研究所的19位知名專家學者參加了會議。會議聽取了相關領域?qū)＜覍Ω髯詫W科前沿重大科學問題的分析和利用NSRLII解決其科學問題的設想，重點是真空紫外光化學光物理過程、強關聯(lián)體系的軟X射線共振散射和生命或材料科學中的紅外光譜顯微。專家認為，NSRLII已初步具備了開展這些前沿研究的基本條件，通過與用戶的緊密合作，有針對性地重組、改進和完善現(xiàn)有的實驗條件、實驗技術(shù)和方法即可開展這些重要的工作，為我國的基礎研究提供一個高水平的研究平臺。專家建議優(yōu)先考慮建立一個軟X射線波段的波蕩器（undulator），補充真空紫外光束線實驗站的條件。

2005年12月14日，利用X射線散斑法研究弛豫鐵電體PMN-PT的極化團簇結(jié)構(gòu)取得進展。中科院上海應用物理所邰仁忠課題組與NSRLII科研人員合作，利用NSRLII高亮度X射線光源在X射線衍射與散射實驗站上用散斑技術(shù)觀察到PMN-PT鐵電單晶中納米極化團簇隨溫度和外電場的變化情況。馳豫鐵電體是應用很廣泛的一類功能材料，這類材料優(yōu)異的機電性能一直被認為源于PbTiO3母體中摻雜陽離子所形成的電極化團簇。然而，人們對極化團簇的理解基本上來自理論計算或一些間接的實驗結(jié)果，尚無電極化團簇的直接實驗證據(jù)。

2005年12月21-23日，NSRLII通過了中科院組織的現(xiàn)場評估。由中科院高能物理所、蘭州近代物理所、上海應用物理所和中科院物理所相關專家組成的專家組對NSRLII改造完成后一年來的運行情況進行了現(xiàn)場評估，專家組組長由陳森玉院士擔任。專家組聽取了工作匯報，分為加速器、光束線站及用戶開放兩個小組進行現(xiàn)場考察，并調(diào)閱運行記錄、進行現(xiàn)場測試，對運行及管理工作進行了深入的了解，對NSRLII的整體運行、開放、用戶管理、人才培養(yǎng)及取得的科研成果予以充分肯定。專家組認為：“經(jīng)二期工程改造后，合肥光源的運行水平得到了較大和明顯的提高。除發(fā)射度和軌道穩(wěn)定性外，性能（流強和壽命）接近世界同類光源SRC，CAMD水平”。但由于不具備相應的測試手段，個別敏感出光口是否達到垂直位置漂移30微米穩(wěn)定性難以定量測量。建議今后應注重改善軌道的穩(wěn)定性；提高年供光時間（年積分流強）和降低自然發(fā)射度，以滿足用戶需求，并真正達到世界先進水平。專家組給出了《加速器部分現(xiàn)場檢查意見》和《光束線站現(xiàn)場檢查意見》兩個分組報告及《現(xiàn)場檢查的了解和建議》總體報告。

2006年3月29日，中科院微電子所在NSRLII光刻站上利用X射線光刻技術(shù)成功研制出最外環(huán)寬度為150nm的高線密度鈦特征線微聚焦波帶片，并實現(xiàn)了波帶片圖形特征尺寸的精確控制，其高寬比達到6.7:1。在X射線波段，各種材料的折射率都近似等于1，無法構(gòu)造出類似于可見光波段的“透鏡”，只能采用波帶片來實現(xiàn)對X射線的聚焦。為了滿足X射線光學的需求，微聚焦波帶片的最外環(huán)必須是大高寬比的深亞微米、納米圓環(huán)，因此這種波帶片的制作難度非常大。該研究結(jié)果充分證明了在國家同步輻射實驗室光刻站上進行大高寬比深亞微米、納米X射線光刻的可行性。

2006年5月29日，NSRLII的軟X射線磁性圓二色（XMCD）實驗站通過加偏置電壓消除外磁場的影響，成功實現(xiàn)了外磁場下MCD的測量。磁性的起源一直是自旋電子學器件應用的關鍵。傳統(tǒng)磁滯測量無法給出各個元素對磁性的貢獻，只能得到總效應。利用同步輻射XMCD技術(shù)可以將X射線能量精確定位在某個元素的共振吸收處，選擇性地研究該元素對磁性的貢獻，這對理解復雜材料體系磁性的起源意義重大。由于外磁場對樣品出射電子干擾較大，大部分基于同步輻射軟X射線磁性圓二色（XMCD）的實驗站均無法在加磁場下進行MCD測量。

2006年8月10-15日，NSRLII第一屆運行年會在安徽屯溪召開。來自海峽兩岸科研院所共計6家單位的56位代表參加了會議。會議聽取了NSRLII改造運行、NSRL05-06同步輻射應用研究進展的報告。特邀高能所陳延偉研究員、上海應用物理所閻和平研究員、蘭州近物所夏佳文研究員和臺灣新竹光源許國棟博士分別介紹了各自大科學裝置的運行情況和最新進展。

2006年8月16-20日，NSRLII2006年度用戶年會在安徽黃山召開。來自國內(nèi)外高等院校、科研院所共計38家單位的105位代表，以及中科院基礎和國家自然基金委等有關領導參加了會議。會議向與會代表匯報了NSRLII近期發(fā)展規(guī)劃、機器運行匯報和用戶開放的情況。會議邀請日本Hiroyuki Oyanagi教授、加拿大Peiqiang Yu教授、臺灣楊耀文和李裕新教授、物理所麥振洪和李晨曦教授、復旦大學封東來教授、高能所吳自玉教授、浙江大學李宏年教授做了精彩報告，介紹了各自的科研成果及相關領域研究的最新進展。其中近半報告是近一年來利用NSRLII取得的較有影響的研究成果。會議期間，用戶專家委員會討論和審批了一批NSRL用戶課題，評議了實驗室開放運行工作、對實驗室的發(fā)展提出了建議和意見。會議期間還召開了真空紫外研討會，對國家同步輻射實驗室的發(fā)展方向、近期目標和重點解決的問題等進行了研究和探討。

2007年4月5日，NSRLII新建Undulator真空紫外光束線及實驗站建設成功。該束線利用波蕩器產(chǎn)生的真空紫外輻射，光子能量范圍7.5-18.0eV，平均光子強度1x1013光子/秒，能量分辨E/DE約1000。該波段高次諧波嚴重，抑制非常困難，是世界上真空紫外光束線研究的重點。新束線采用三級差分的氣體濾波器，成功抑制了高次諧波，抑制效率99.99%，達到了世界先進水平。研究人員已在新建實驗站上，利用紅外激光解析結(jié)合同步輻射單光子電離技術(shù)研究了生物小分子、有機分子、藥物分子等，取得了一些實驗結(jié)果。

2007年7月22日-25日，NSRLII2007年度用戶年會在大連化學物理研究所召開。來自國內(nèi)外高等院校、科研院所共計26家單位的105位代表參加了此次會議。會議對了解國際同步輻射應用研究領域最新進展、促進國內(nèi)外同行交流合作、了解用戶需求起到了積極的促進作用。

2007年7月24日，NSRLII發(fā)展規(guī)劃研討會在大連召開。中國科學技術(shù)大學黨委書記郭傳杰，中科院計劃局、基礎局有關領導，中國科學技術(shù)大學有關領導，實驗室用戶專家委員會委員和部分用戶代表，以及實驗室主任伍灼耀、執(zhí)行主任盛六四、副主任高琛和實驗部主要學術(shù)骨干、線站負責人參加了研討會。會議聽取了實驗室發(fā)展規(guī)劃報告，從實驗室的定位和發(fā)展目標、歷史和現(xiàn)況、國內(nèi)外發(fā)展趨勢、重點研究領域、光源建設和需要的保障措施等七個方面闡述了實驗室在前期調(diào)研、籌劃和研討的基礎上初步形成的發(fā)展規(guī)劃設想。與會代表展開了熱烈的討論，從NSRL的特色出發(fā)，面向國家戰(zhàn)略發(fā)展和國際前沿科學的需求，強調(diào)有所為和有所不為的原則，提出了認真總結(jié)現(xiàn)存問題、調(diào)整重點研究領域布局、盡可能提高現(xiàn)有裝置的水平等很多有益意見和建議。

2007年8月12日-17日，NSRLII運行年會在山東日照召開，會議總結(jié)了一年來了機器運行和開放情況，與北京高能所、蘭州近物所、上海應物所等兄弟單位的特邀代表進行了學術(shù)交流和研討，與會代表對進一步提高合肥光源的運行質(zhì)量提出了很多有益的建議。

2007年11月，NSRLII在教育部“985”二期工程支持下新建的X射線成像實驗站完成了安裝調(diào)試，空間分辨率達到50納米，其分辨能力達到國際先進水平。實驗站具有吸收襯度、相位襯度成像和三維成像等功能，可用于表征納米/亞微米材料，觀察細胞和組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和形貌變化，在細胞、植物和污染物的內(nèi)部進行元素定位等，為納米材料、環(huán)境科學和生物醫(yī)學等提供了一種先進的實驗手段。

2008年1月，擔任合肥同步輻射國家實驗室用戶專家委員會主任的中科院大連化物所楊學明研究組的成果“發(fā)現(xiàn)玻恩―奧本海默近似在氟加氘反應中完全失效”入選2007年中國十大科技進展。該項研究成果中的部分重要數(shù)據(jù)在合肥同步輻射國家實驗室原子與分子物理實驗站上獲得。

2008年3月，NSRLII齊飛教授領導的研究組利用低溫等離子體放電技術(shù)完成了對星際等離子體環(huán)境的模擬，并在醇類物質(zhì)的等離子體放電過程中探測到一系列的烯醇類物質(zhì)，揭示了烯醇類物質(zhì)作為一類重要星際物質(zhì)的可能性。實驗結(jié)果發(fā)表在天文學科頂級期刊《天體物理學雜志》(The Astrophysical Journal 676,416(2008))上。4月，該課題組又有三篇論文正式被《國際燃燒會議論文集》(Proceedings of the Combustion Institute)接收，并將于2008年8月初在加拿大蒙特利爾召開的第三十二屆國際燃燒會議（目前燃燒學界檔次最高的國際性會議）上進行宣讀。入選的三篇論文分別對乙炔、乙基苯和硝基甲烷的低壓預混層流火焰進行了深入的研究。《國際燃燒會議論文集》匯集本學科兩年來的前沿成果，是燃燒研究領域最著名的雜志之一。這三篇論文的入選是繼2005年關于火焰中烯醇探測的文章在Science上發(fā)表后，該課題組在燃燒研究領域取得的又一重要進展。

2008年6月，合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室納米材料與化學研究部俞書宏教授、NSRLII田揚超研究員及其合作者利用NSRLII的X射線納米三維成像技術(shù)，成功地在室溫、空氣環(huán)境下對運用化學法制造的‘幾何明星’凹陷Escher型硫化銅十四面體微晶進行了三維成像，直觀地揭示了該凹陷Escher型微晶由四個相同的六角形的板通過相互交叉構(gòu)筑成具有14個腔洞（其中包括6個正方形和8個三角形）的結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析技術(shù)如透視電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡相比，X射線納米三維成像技術(shù)具有更直觀解析復雜形態(tài)納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。相關論文發(fā)表在《應用物理快報》（Appl. Phys. Lett. 92, 233104(2008)）上，并被《自然·中國》(Nature China )選為來自中國大陸和香港的突出科學研究成果，在2008年6月的‘Research Highlights’（研究亮點）欄目中以“Nanotomography：Crystal clear”為題并附圖介紹了該工作。

2008年9月，合肥國家同步輻射實驗室的用戶—中科大化學系環(huán)境工程實驗室俞漢青教授研究小組，利用同步輻射微細加工技術(shù)首次制備了一種新型微電極。該課題組利用這個微電極成功測定了好氧硝化顆粒中溶解氧的微區(qū)分布，并進行了定量分析，對于其中生化反應機理進行了探討。實驗結(jié)果對于微生物顆粒的培養(yǎng)與廢水處理具有一定的指導意義。該研究結(jié)果已有2篇論文發(fā)表在環(huán)境學科頂級期刊《環(huán)境科學與技術(shù)》Environmental Science&Technology上(41,5447(2007)和42,4467(2008))，還有1篇論文已被該刊物接受。

學科方向

加速器物理、加速器工程技術(shù)、同步輻射光學工程、同步輻射實驗技術(shù)及其應用研究。

加速器物理和加速器工程技術(shù)：圍繞光源的高質(zhì)量運行，繼續(xù)開展提高光源性能的研究，探討合肥光源的發(fā)展方向，開展相應的加速器物理及工程技術(shù)研究，在微波加速結(jié)構(gòu)、插入件、加速器控制、束流測量等方面開展有特色的工作。同時，依托合肥光源和待建的上海光源，開展上海光源深紫外自由電子激光研究；作為探索第四代光源的另一途徑，繼續(xù)在NSRL進行儲存環(huán)自由電子激光研究。

同步輻射光學工程：發(fā)展同步輻射光束線技術(shù)、新型探測器和光學元件。

同步輻射實驗技術(shù)及其應用研究：不斷更新和發(fā)展實驗新方法、新技術(shù)，滿足同步輻射應用研究需要；在光譜、光電子能譜、圓二色譜等譜學方面對新型功能材料及光化學過程開展研究；利用Wiggler輻射，開展長程及短程有序的物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究；發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化新材料集成組合技術(shù)及物性檢測研究；微電子機械系統(tǒng)（MEMS）的加工方法和相關基礎研究；開展生物樣品的同步輻射顯微術(shù)研究。

研究領域

合肥同步輻射光源是一臺能量為800MeV、特征波長為2.4mm、以真空紫外和軟X射線為主的專用光源，它由200MeV電子直線加速器、800MeV電子儲存環(huán)、五條同步輻射光束線和五個實驗站組成。在世界上各種大型研究設施中，首推同步輻射應用面最廣。同步輻射具有頻譜寬且平滑連續(xù)、可準確計算、強度高、方向性好、亮度高、偏振、脈沖時間結(jié)構(gòu)好、潔凈等許多優(yōu)異特性，超微細加工、凝聚態(tài)物理、原子和分子物理、化學、醫(yī)學和輻射計量學等許多科學和技術(shù)領域。

本實驗室主要科研方向有如下幾個方面：

1.結(jié)合國家同步輻射實驗室二期工程，開展相應的加速器物理和技術(shù)的研究。

2.在光譜和光電子能譜方面，重點研究高溫超導材料，納米晶體和團簇以及磁性薄膜，并積極發(fā)展集成組合技術(shù)(Combi技術(shù))，研制新型功能材料。

3.借助Wiggler輻射，利用X射線精細結(jié)構(gòu)(XAFS)研究復雜體系的電子態(tài)和原子結(jié)構(gòu)，重點選擇有摻入雜質(zhì)和MS2(M為過渡金屬)層狀化合物。

4.發(fā)展全息術(shù)等新的實驗技術(shù)，對濕的(有一定活性的)生物樣品在亞細胞水平上進行直接觀察。

5.發(fā)展新型單色儀：研制短波段光柵等同步輻射光學元件。

6.插入元件和自由電子激光研究。

研究成果

“合肥同步輻射加速器及光束線、實驗站項目獲得1992年中國科學院科技進步特等獎、1995年國家科技進步一等獎。國家同步輻射實驗室自開放以來已接待大量國內(nèi)外用戶，現(xiàn)有注冊用戶100多家。批準課題200多項，已取得一批重要研究成果，獲批準專利3項，申請專利7項，在國內(nèi)外重要刊物上和國際國內(nèi)學術(shù)會議上發(fā)表論文300余篇。主要研究成果舉例如下:

1、國內(nèi)首次利用超微細加工采用特殊的靜態(tài)涂膠工藝和自制的X射線掩模，開展了一系列深度X射線光刻實驗研究，研制出多種微結(jié)構(gòu)樣品，微結(jié)構(gòu)的尺寸均為微米量級，如最小齒輪直徑為35Lm，高度為50Lm。

2、砷化鎵表面錳的超薄膜的光電子能譜研究，在國際上首次發(fā)現(xiàn)存在磁有序現(xiàn)象。

3、-V族半導體表面硫鈍化的研究。在國際上首次采用了一種新的更為有效的硫鈍化的方法，使半導體材料性能大大改善，并利用同步輻射光電子能譜技術(shù)對其鈍化機理進行研究。

4、在國內(nèi)獲得第一張生物樣品的軟X射線全息干涉圖。

5、實驗室在實施二期工程的同時，為充分發(fā)揮光源的性能，不失時機地對加速器技術(shù)和光源的升級改造開展了不少研究工作，已經(jīng)取得一些重要進展，例如：

(1)建成6特斯拉超導扭擺磁鐵，并順利調(diào)試成功，使合肥同步輻射光源可開展部分波長短至0.1nm的硬X射線的研究工作。已建成X射線吸收精細結(jié)構(gòu)光束線的實驗站。

(2)相干諧波型儲存環(huán)自由電子激光(SR2FEL)研究，自2008年7月首次獲得光學速調(diào)管(Optical Klystron，簡稱OK)自發(fā)輻射譜以來，2009年又進行了兩次實驗；調(diào)制因子一次次提高，從0.23到0.34直至最近實驗得到的0.8，這表明SRFEL將會有足夠大的增益，有望在將來得到足夠高的相干諧波加強因子，從而得到相干諧波輻射。

有關介紹

國家同步輻射實驗室一期工程建設之時，世界上同步輻射光源中插入元件剛剛開始使用，工程人員注意到了這一趨勢，設計了可放置插入原件的長直線節(jié)。合肥同步輻射光源從儲存環(huán)的12塊彎轉(zhuǎn)磁鐵都可引出特征波長為24埃的同步輻射光束，還有3個直線節(jié)可安裝插入元件并引出具有其它特征波長的光束。這是我國第一臺以真空紫外和軟X射線為主的專用同步輻射光源。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和用戶對光源需求的提高，國家同步輻射實驗室原有線站已不能滿足需要。增加光束線站、改進和提高光源性能勢在必行。1997年國家計委批準了“國家同步輻射實驗室二期工程”的立項，總投資1.18億元人民幣，在原有裝置的基礎上改造主要系統(tǒng)，增建1臺波蕩器和8條光束線及相應的實驗站。二期工程于1999年5月正式開工建設，2004年12月通過國家竣工驗收，并全面向國內(nèi)外用戶開放。

NSRL以向國內(nèi)外用戶開放為宗旨，光源長期可靠穩(wěn)定運行為己任，為廣大用戶提供良好的實驗條件和手段；為國家重大基礎研究計劃（如納米科技計劃、結(jié)構(gòu)基因組研究計劃等）、"863"研究項目、國防建設急需的研究項目以及其它學科的創(chuàng)新性研究工作提供一流的研究平臺；充分發(fā)揮NSRL多學科交叉的特點，開拓同步輻射新的應用領域，促進原創(chuàng)性工作的開展，促進用戶取得具有國際影響的研究成果；與產(chǎn)業(yè)建立合作關系，并尋求產(chǎn)業(yè)建立自己的專用設備或生產(chǎn)基地。

NSRL作為中國重要的同步輻射研究中心之一，成為以同步輻射應用和同步輻射光源研究為主的知識創(chuàng)新基地、人才培養(yǎng)基地及發(fā)展高新技術(shù)的創(chuàng)新基地。為國內(nèi)外科學家提供性能優(yōu)良的實驗研究平臺，使用戶能在若干前沿研究領域取得具有國際先進水平的成果。有選擇地開展一些有特色的基礎研究和應用基礎研究，推動研究成果向高新技術(shù)轉(zhuǎn)化。同時，圍繞光源和光束線實驗站的長期可靠穩(wěn)定運行，開展必要的機器研究和發(fā)展新的實驗裝置及實驗方法。

NSRL經(jīng)幾次升級改造后運行穩(wěn)定可靠，建有15個實驗站，成為向國內(nèi)外用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務的國家級科研平臺，新建的高空間分辨X射線成像光束線及實驗站空間分辨率達到世界先進水平。近年來在此裝置上基礎研究和應用研究方面取得了一系列重要成果，凹陷硫化銅十四面體微晶結(jié)構(gòu)觀測、燃燒研究金屬/聚合物界面研究、星際烯醇研究、鐵磁性半導體研究及超分子液晶材料結(jié)構(gòu)研究等方面取得重大進展，多篇高水平論文陸續(xù)在國際著名專業(yè)雜志發(fā)表。

獲得榮譽

2021年6月19日，被中央宣傳部新命名為全國愛國主義教育示范基地。^[1]