纳米自旋与磁学线站从2022年1月正式对用户开放，迄今为止的两年多时间里，我们根据用户需求并结合上海光源的实际情况，不断提高实验效率，完善实验条件，改进实验能力，目前取得的主要成果有：1）实现单色器-波荡器联调，在测量吸收谱时，单色器扫描到每个能量处都对应最大光通量。2）实现pump-probe实验方法，在实验站能同步加速器时钟信号。

　　1. 单色器波荡器联调

　　BL07U磁学实验站的主要实验方法是测量近边吸收谱。测量吸收谱时，通常用金网同时监测X光的光强变化。由于各种材料对X光的吸收截面不同，当X光变化幅度较大时，金网测量的I0和样品信号的变化幅度不完全一样，这就导致在扣除背景I0信号后，得到的吸收谱线具有斜率或者不平滑。为了解决这一问题，通常采用单色器波荡器联调的方法。

　　如下图左边红色吸收谱所示，非联调模式时，金网信号I0呈现一个具有单峰的曲线。在698~725eV能量段，当Gap固定时，I0随着energy的增大而增大，并在725eV处取得最大值，光电流信号强度增加了4倍； energy超过725eV后，光电流信号强度随energy增肌急剧减小。由于吸收谱的边前（ 698~705 eV）急剧增加，边后（ 730~735 eV）急剧减小，导致样品信号（I1/I0）在边前、边后分别具有向下、向上的斜率。不仅影响吸收谱的形状，也增加了后续处理难度。而对比右图，绿色的吸收谱线，联调模式下的金网信号强度始终保持在光电流峰值区域，在整个吸收谱覆盖的能量段，强度下降仅为3%。联调模式下的吸收谱强度优于非联调，吸收谱背底更平直，平滑。

　　

图1：单色仪波荡器联调后测试数据结果对比。

　 2. 时间分辨X射线铁磁共振装置

　　时间分辨铁磁共振实验平台包括电子学系统和原位磁体共振装置两个部分，均已搭建完成。随后用合金作为样品，测得了铁磁共振激发的电子自旋进动曲线。

　　时间分辨电子学系统包括定时器、功率放大器、梳状波发生器、滤波器、功率计和脉冲发生器等一系列电子设备。将加速器高频的500MHz信号，通过光纤引到实验站，利用定制的定时器和光电转换器，将500MHz的正弦波信号读取出来，同时，通过延时程序，可以调节输出波形和输入信号之间的相位差，最小调节步长为5皮秒，即理论上最小可以做到5皮秒的时间分辨步长。输入信号通过梳妆波发生器倍频，得到1GHz、1.5GHz，2GHz……等一系列的大功率高频信号，随后，利用滤波器，选取需要的频率段，最后用放大器在输出端得到最大1.5瓦的4GHz射频电流。实验设备图如图2所示。

图2：时间分辨实验电子学设备

　　原位铁磁共振实验腔体里，布置了位移台、SMA接口法兰、共面波导（CPW）及样品托、磁体，光电二极管等设备，如图3左图所示。产生微波的共面波导是铁磁共振实验平台的核心部分，我们先使用HFSS程序模拟计算CPW的性能，确定参数后，通过微纳加工方法，在硅片上制作CPW器件，最后在CPW中心导体上镀上样品。同时，我们也定制了适合实验站的CPW支架。CPW器件及支架如图3右图所示。定制的CPW在输入功率为1W的高频电流时，可在中心导体表面产生十几高斯振幅的微波。

图3：左图，原位铁磁共振实验腔；右图，用微纳加工方法制作的CPW及定制支架；

　　用典型的软磁材料——坡莫合金作为样品，测量了其在2.5GHz微波作用下产生的自旋进动，得到的实验结果如图4左图所示。从图中可以看出，在恒磁场为30奥斯特时，镍元素的自旋进动幅度最大，进动的周期和激发进动的微波周期相同，为400ps。用软磁材料——Co90Fe10合金作为样品，测量了在2.5GHz微波作用下，不同恒磁场时的电子自旋进动曲线。从图4右图可以看出，恒磁场HB约为70高斯时，进动曲线的振幅最大，Co90Fe10薄膜从微波信号中吸收的能量最大，最接近铁磁共振。恒磁场越偏离共振场，进动振幅越小。数据中的每一个点，反映的是Co的L3吸收边的XMCD信号强度，每两个点之间的时间差为20ps。【光学学报，第41卷，第15期，2021年8月】【NUCL SCI TECH (2022) 33:63】

图4：左图，实测不同恒磁场振幅下，坡莫合金中Ni元素的电子自旋进动曲线；右图， Co元素的电子自旋进动曲线。