新華社上海7月22日電（記者周琳 董瑞豐）記者22日從中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所獲悉,，該所研究團隊通過實驗首次實現(xiàn)了基于激光加速器的自由電子激光放大輸出,，在國際上率先完成了臺式化自由電子激光原理的實驗驗證,，對于發(fā)展小型化,、低成本自由電子激光器具有重大意義,。相關(guān)研究成果于2021年7月22日作為封面文章發(fā)表于《自然》雜志,。
       目前,，世界上已經(jīng)建好、正在運行的X射線自由電子激光裝置只有8臺,，主要基于傳統(tǒng)加速器對電子束進行加速,，全部是需要綿延公里量級的大科學(xué)裝置。此次我國科學(xué)團隊采用激光加速器的全新方式,，從實驗層面證實,，這一裝置規(guī)模可以縮短至十米量級,。
       “打比方說,，電子束加速需要‘跑道’，傳統(tǒng)方式相當(dāng)于客機起飛,，需要長跑道,；我們采取激光加速這一全新方式，可以短距離內(nèi)把電子束加速至高速度,，好比是在航空母艦上彈射‘戰(zhàn)斗機’,，大大縮短所需距離�,！表椖恐饕�完成��,、中科院上海光機所研究員王文濤說。
       2004年,《自然》雜志曾發(fā)文,，國際上首次實驗驗證可以利用超強超短激光驅(qū)動尾波場電子加速,，產(chǎn)生具有一定品質(zhì)的電子束，被稱為“夢之束”,。中科院上海光機所副所長冷雨欣說,，此次團隊在前述研究上進一步突破，證實了激光驅(qū)動的可用,、可控電子束,，能用于研制臺式化的自由電子激光裝置，“相當(dāng)于從燧發(fā)槍升級到了狙擊槍,，電子束打得更快,、更準(zhǔn)”。
       自由電子激光是實現(xiàn)X射線波段高亮度相干光源的迄今最佳技術(shù)途徑,，可以極大促進表面物理,、半導(dǎo)體物理、凝聚態(tài)物理,、化學(xué),、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、醫(yī)學(xué),、材料,、能源,、環(huán)境等多學(xué)科的發(fā)展。問及目前應(yīng)用領(lǐng)域,，王文濤說,，這是在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域面向應(yīng)用邁出的第一步，實現(xiàn)的是0到1的原始性突破,，到真正應(yīng)用還有一段距離,。