5月14日,從中國科學院上海高等研究院獲悉,中國首臺X射線自由電子激光用戶裝置——上海軟X射線自由電子激光裝置(簡稱SXFEL)新近取得重要突破,首次實現(xiàn)“水窗”波段X射線激光,填補中國在相關(guān)領(lǐng)域的空白,表明中國在軟X射線自由電子激光研制方面已步入國際先進行列。
上海光源科學中心副主任、軟X射線自由電子激光用戶裝置項目常務(wù)副經(jīng)理劉波介紹,目前國際已有的3臺軟X射線自由電子激光裝置(另外兩臺是德國的FLASH裝置和意大利FERMI-FEL裝置)中,上海這臺裝置的輸出波長最短。
劉波介紹,軟X射線的波長在1納米到10納米之間,“水窗”指波長在2.3納米到4.4納米范圍的軟X射線,“在此波段內(nèi),水對X射線來說是透明的,也就是說,這個波段的X射線可以很順利地‘穿透水,而其他波段的X射線容易被水‘吸收。另外,X射線自由電子激光有個特點是非常‘快”。
“快”有何用?劉波表示,X射線自由電子激光足夠“快”,可用于活體生物細胞的顯微成像等,具有重要的科學應用價值。他進一步解釋,原來我們沒辦法去探知活細胞的真正結(jié)構(gòu),“以前可以‘輻射活細胞,但一下子就‘打死了,看到的是死細胞狀態(tài),但‘水窗波段的X射線自由電子激光,雖然也會把細胞‘打死,但捕捉到的是沒死狀態(tài)的細胞,因為它足夠‘快,足夠強”。
據(jù)介紹,除了能“看”到活體生物細胞,“水窗”波段的X射線還可以用于超快化學、超快物理、原子分子光學等相關(guān)實驗。
據(jù)悉,SXFEL裝置與上海同步輻射光源、上海硬X射線自由電子激光裝置(在建)、上海超強超短激光裝置等一起,將在上海浦東張江構(gòu)建“光子科學設(shè)施集群”。