X射线自由电子激光试验装置两级级联HGHG自由电子激光通过工艺测试

2020年5月26日至28日，国家重大科技基础设施——X射线自由电子激光试验装置（简称SXFEL试验装置）完成并通过了中国科学院条件保障与财务局组织的自由电子激光（两级级联HGHG）工艺测试。测试专家组由8名专家组成，分别来自中国科学院近代物理所、中国科学院物理所、中国科学院高能物理所、中国科学院大连化物所、中国工程物理研究院、中国科技大学、上海交通大学和上海科技大学，夏佳文院士任组长。 

专家组听取了SXFEL试验装置两级级联HGHG调试情况报告和自测报告，讨论形成了工艺测试大纲，并进行了现场测试。实测结果表明，两级级联HGHG输出X射线自由电子激光的波长、脉冲长度和功率等指标均达到或优于设计指标，最大峰值功率为207兆瓦，最可几峰值功率为125兆瓦。测试期间，装置72小时正常运行，保持连续出光。 

此前，于2019年3月19日，SXFEL试验装置的直线加速器通过了中国科学院条件保障与财务局组织的工艺测试，束团电荷量、束流能量、束团长度、归一化发射度全部达到或优于设计指标。高品质电子束的持续稳定输出，为自由电子激光调试顺利实施提供了保障。 

两级级联HGHG自由电子激光通过工艺测试标志着SXFEL试验装置已达到项目可行性研究报告批复的全部验收指标。 

SXFEL试验装置的主要建设内容是研制一台基于840MeV电子直线加速器的两级级联种子型软X射线（8.8nm）自由电子激光装置，项目于2015年初正式开工建设，先后攻克了高亮度光阴极注入器、C波段高梯度微波加速单元、C波段和X波段偏转腔束流测量单元、小间隙高精度波荡器、腔式束流位置探测器和激光电子束同步等关键技术；掌握了低发射度直线加速器多维度束流反馈技术及稳定运行、束流相空间的精确控制、X射线脉冲的在线诊断、基于X射线的波荡器轨道准直等调束调光方法。 

SXFEL试验装置是我国已经实现的输出波长最短、脉冲长度最短的自由电子激光大科学装置，它的建成标志着我国已经掌握了X射线自由电子激光装置的物理设计、关键技术和集成调试方法，为SXFEL用户装置和硬X射线自由电子激光装置的建设奠定了坚实基础。

增益曲线及输出光斑

 

运行记录：FEL输出脉冲最大峰值功率

现场测试

专家讨论