上海软X射线自由电子激光装置是我国第一台X射线自由电子激光用户装置,也是国际上首台可以完全覆盖“水窗波段”的软X射线自由电子激光装置,是建设上海张江综合性国家科学中心的核心设施和平台。装置总长532米,目前建设有2条波荡器线、2条相干X射线光束线以及5个实验站。
上海软X射线自由电子激光装置总体布局,包括注入器,主加速器,波荡器,光束线和实验站。
总体布局
注入器
包括光阴极电子枪、激光加热器和两套S波段加速管。电子枪产生束长约10ps、电荷量约0.5nC的高品质的电子束流,激光加热器抑制微束团不稳定性,两套S波段加速管将束流能量提高到125MeV。
注入器
主加速器
包括三个主加速段和一个磁压缩段。主加速段将束流能量提高到1.5GeV,一个X波段线性化器配合两个磁压缩器将束长压缩到约1ps,峰值流强提高到约700A,主加速器末端束流发射度约1.5mm·mrad。
主加速器
波荡器
包括两条波荡器线。一条是直通的SASE线(SBP线),有10台周期长度16mm、每台长4m的真空室内波荡器IVU16,可产生最短波长2nm的SASE自由电子激光;另一条是经过束流分配后的Seeding线(SUD线),包含两个调制段波荡器、两个色散段、6台周期长度30mm、每台长3m的永磁平面波荡器U30以及10台周期长度23.5mm、每台长3m的永磁平面波荡器U235,可产生最短波长3nm的全相干自由电子激光。
波荡器,左:SUD线,右:SBP线
 

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