2020年6月11日,國家重大科技基礎設施--X射線自由電子激光試驗裝置(簡稱:SXFEL試驗裝置)EEHG-HGHG級聯模式自由電子激光通過了中國科學院條件保障與財務局組織的工藝測試。測試組由來自中國科學院近代物理所、中國科學院高能物理所、中國科學院大連化物所、上海交通大學、上??萍即髮W等單位的專家組成,夏佳文院士任測試組組長。專家組聽取了項目組關于EEHG-HGHG級聯的調試和自測報告,詳細討論確定了測試大綱,并進行了現場測試,測試結果表明:第一級自由電子激光工作在EEHG模式,第二級自由電子激光工作在HGHG工作模式;第一級EEHG模式獲得了比HGHG模式更窄的帶寬和更高的中心波長穩定性;在國際上首次實現了EEHG-HGHG級聯模式放大,在8.94 nm波長下最大峰值功率超過100 MW。
SXFEL試驗裝置由中國科學院和教育部共同建設,項目法人單位為中國科學院上海應用物理所,北京大學為共建單位,清華大學為合作單位。裝置建設得到了中國科學院上海高等研究院、上海科技大學、中國科學院高能物理所和中國科學院大連化學物理所等單位的大力支持和積極參與。SXFEL試驗裝置的科學目標為:探索兩級外種子自由電子激光級聯模式,包括兩級級聯HGHG和EEHG-HGHG級聯模式,以發展硬X射線自由電子激光裝置的技術路線,解決并掌握關鍵技術。SXFEL試驗裝置的工程目標為:建成由射頻電子直線加速器驅動的軟X射線自由電子激光裝置,為升級為用戶裝置提供基礎。
SXFEL試驗裝置由光陰極注入器、主加速器、兩級級聯波蕩器和公用設施等組成,設計指標為:電子能量0.84吉電子伏特,電荷量0.5納庫,峰值電流不小于500安培,歸一化發射度不大于2.5毫米毫弧度,波長小于9納米,脈沖峰值功率不小于100兆瓦,脈沖長度100至200飛秒。
SXFEL試驗裝置于2015年初正式開工建設,2016年12月實現了波蕩器通束出光,2019年3月19日直線加速器通過工藝測試,2020年5月29日兩級級聯HGHG自由電子激光通過工藝測試。
至此,SXFEL試驗裝置完全達到了國家批復的設計指標,全面完成了項目工程目標和科學目標。
第一級中心波長及其穩定性對比:EEHG模式(左)與HGHG模式(右)





