高增益自由电子激光在亮度、相干性和时间结构上都大大优于第三代同步辐射光源，是国际上竞相发展的新一代大科学装置。目前，自由电子激光的工作模式主要有自放大自发辐射（SASE）和高增益谐波产生（HGHG）两种。HGHG需要短脉冲激光和高品质电子束流的精确相互作用，技术比较复杂，但是性能较SASE更好。

上海深紫外自由电子激光装置（SDUV-FEL）经过多年的技术积累和艰苦努力，于2010年12月中旬在HGHG模式下成功达到饱和，这是继2009年SDUV-FEL测得SASE，2010年夏季实现外种子自由电子激光（包含HGHG和echo）调制实验以后又一重大进展，它使我国成为继美国之后世界上第二个实现HGHG自由电子激光放大与饱和的国家，标志着我国在自由电子激光实验研究方面已经步入世界先进行列。

上海深紫外自由电子激光（HGHG模式）成功达到饱和，表明我国已经基本掌握了短波长外种子型自由电子激光的主要关键技术，为我国未来的X射线自由电子激光大科学装置的发展奠定了坚实的基础。

上海深紫外自由电子激光（装置总长65米）


上海深紫外自由电子激光放大器


高增益谐波产生实验FEL光斑


自由电子激光增益曲线


HGHG与SASE光谱比较