2025-10-21
波长连续可调的强场太赫兹（THz）辐射在量子材料、分子催化、生命科学、非线性光学、场致超导等前沿科学研究以及下一代通信、气象与环境监测、安全检测、雷达探测等关键技术领域具有重要应用价值。然而，目前国际上强场太赫兹辐射的产生主要集中在0.1–5 THz低频范围内，如何在5–30 THz频段实现连续可调且具高强度输出的太赫兹辐射，一直是该领域亟待解决的关键技术难题。
波长连续可调的强场太赫兹（THz）辐射在量子材料、分子催化、生命科学、非线性光学、场致超导等前沿科学研究以及下一代通信、气象与环境监测、安全检测、雷达探测等关键技术领域具有重要应用价值。然而，目前国际上强场太赫兹辐射的产生主要集中在0.1–5 THz低频范围内，如何在5–30 THz频段实现连续可调且具高强度输出的太赫兹辐射，一直是该领域亟待解决的关键技术难题。自由电子激光作为能够产生波长连续可调、高功率太赫兹...
2025-07-22
近期，中国科学院上海高等研究院自由电子激光团队在高重复频率全相干自由电子激光（FEL）新机制研究方面取得重要进展，首次实验验证了自主提出的“直接放大驱动型谐波产生"新机制，并成功实现了其出光放大和稳定运行。
近期，中国科学院上海高等研究院自由电子激光团队在高重复频率全相干自由电子激光（FEL）新机制研究方面取得重要进展，首次实验验证了自主提出的“直接放大驱动型谐波产生”（Direct-Amplification Enabled Harmonic Generation Free-Electron Laser, DEHG-FEL）新机制，并成功实现了其出光放大和稳定运行。这标志着在实现兆赫兹（MHz）量级重复频率的全相干极紫外（EUV）和X射线FEL光源的道路上，迈出了关键一步。相关成果以“...
2025-05-27
近期，中国科学院上海高等研究院自由电子激光团队在高品质X射线涡旋光的产生方法上取得重要突破，提出了一种基于波前整形的全新方案。
短波长涡旋光因其独特的螺旋相位分布和轨道角动量特性，在非线性光学、超分辨显微成像、凝聚态物理、细胞生物学等前沿科学领域具有十分重要的应用前景。然而，受限于现有的技术瓶颈，如何产生高亮度、短脉冲以及相干性好的高品质X射线涡旋光，仍是亟待解决的难题。近期，中国科学院上海高等研究院自由电子激光团队在高品质X射线涡旋光的产生方法上取得重要突破，提出了一种基于波前整形的全新方案。该方法通过在自由电子激光增...
2025-05-22
阿秒光源作为研究量子系统亚飞秒尺度电子动力学的关键工具，其发展面临的核心挑战在于如何实现高强度的孤立X射线脉冲。X射线自由电子激光（XFEL）是一种基于电子直线加速器的先进光源，能够产生超短超强的激光脉冲。增强型自放大自发辐射（ESASE，Enhanced Self-Amplified Spontaneous Emission）是FEL中产生超短脉冲的主流方法，它通过增强电子束的局部峰值流强来产生阿秒量级的超快X射线。为实现阿秒X射线和外部泵浦激光的精确同步，理想的方案是采用超快激光对电子束进行调制，但这一方案的主要问题是，调制激光会在主峰旁边产生多个小峰，这严重降低了阿秒脉冲的信噪比。针对此问题，上海高研院光源科学中心冯超研究员团队与上海光机所黄志远副研究员团队合作，提出利用气压梯度空芯光纤。
阿秒光源作为研究量子系统亚飞秒尺度电子动力学的关键工具，其发展面临的核心挑战在于如何实现高强度的孤立X射线脉冲。X射线自由电子激光（XFEL）是一种基于电子直线加速器的先进光源，能够产生超短超强的激光脉冲。增强型自放大自发辐射（ESASE，Enhanced Self-Amplified Spontaneous Emission）是FEL中产生超短脉冲的主流方法，它通过增强电子束的局部峰值流强来产生阿秒量级的超快X射线。为实现阿秒X射线和外部泵浦激光的精...
2025-03-28
上海科技大学大科学中心和伦敦大学学院纳米技术中心团队合作，利用上海软X射线自由电子激光成像实验站，探索了一种新型飞秒衍射成像方法。
近日，上海科技大学大科学中心和伦敦大学学院纳米技术中心团队合作，利用上海软X射线自由电子激光成像实验站，探索了一种新型飞秒衍射成像方法，该成果2025年3月以“Single-shot X-ray imaging of two-dimensional strain fields in colloidal crystals”为题发表于国际晶体学联合会(International Union of Crystallography，IUCr )期刊IUCrJ。二维超晶格凭借其可调控的机械、电子与光学特性，可通过单分散胶体颗粒自组装形成...
2024-04-30
近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）上海光源中心的粒子加速器微波技术团队在微波结构领域取得重要进展，原创性地提出了一种基于正交双模式的极化方向可变偏转腔的新概念，并基于神经网络和多目标算法等智能算法实现了复杂微波结构设计。研究成果以 ”Design of a dual-mode transverse deflecting structure using neural network and multi-objective algorithms“ 为题发表在Physical ...
2023-11-17
中国科学院上海高等研究院自由电子激光团队在超快自由电子激光脉冲诊断研究方面取得重要进展，提出并验证了基于自参考干涉光谱对超快自由电子激光脉冲进行单发诊断的新方法，为破解阿秒自由电子激光高精度实时诊断的难题提供了全新的思路。相关研究成果以“Self-Referenced Spectral Interferometry for Single-Shot Characterization of Ultrashort Free-Electron Laser Pulses”为题发表在Physical Review Letter...
2014-11-21
外种子机制是短波长自由电子激光的一个重要发展方向。目前，人们已经相继提出了高增益高次谐波放大(HGHG)和回声高次谐波放大(EEHG)等外种子自由电子激光机制。但是，外种子自由电子激光的谐波转换次数通常会受到直线加速器所产生电子束能散的限制，较难向更短的波长发展。中国科学院上海应用物理研究所科研人员于2013年提出了相位汇聚高次谐波放大（PEHG）自由电子激光运行模式（Phys. Rev. Letts. 111 (2013) 084801），能够有...
2014-03-12
中国科学院上海应用物理研究所自由电子激光团队于近日完成了一项新的自由电子激光实验，在上海深紫外自由电子激光实验装置（SDUV-FEL）上，国际首次利用交叉平面波荡器，实现了自由电子激光脉冲偏振态的任意调控。研究成果发表在国际加速器领域著名杂志Physical Review Special Topics: Accelerator & Beams（Phys. Rev. ST-AB17 (2014) 020704）。偏振状态可以任意调控、高亮度、全相干X射线自由电子激光，是研究物质的结构、...
2013-08-26
中国科学院上海应用物理研究所的研究人员，在长期开展高增益自由电子激光理论与实验研究的基础上，提出了一种新的外种子自由电子激光运行机制。研究表明，这种新的运行模式通过有效地压缩电子束团的局部能散，有望在X射线波段实现全相干自由电子激光，从而为多个科学领域提供更为有效的研究手段，该项研究成果近日发表在《物理评论快报》（Phys. Rev. Lett 111, 084801, 2013）。 作为第四代先进光源，国际上已经建成的X射线...
2013-03-13
日前，国际加速器领域著名杂志《物理评论专题——加速器与束流》（Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams）公布了2011年度最佳论文的评选结果，我所的《基于相干谐波辐射的电子束切片能散测量》（Measurement of the average local energy spread of the electron beam via coherent harmonic generation）入选其中，成为2011年度7篇最佳论文之一。这篇论文提出了一种新的测量电子束切片能散的方法，并给出...
