大科学装置“瘦身”成功

2022-09-21 15:13:20 文章来源:网络

本文转自:经济参考报

如果有一台神奇相机,快门速度快到以飞秒计算(1秒=10的15次方飞秒),分辨率清晰到0.1纳米,并且具有充足的**光亮度,那么用它拍出的照片会是什么样的?

答案:它能清楚地拍下水分子,能看到化学键的断裂,甚至能记录电子的运动。

在现实中,这种**能强大的“相机”是**先进的一类大科学装置——X射线自由电子激光装置,全球已建成8台,**括位于上海张江的软X射线自由电子激光装置。

不过,它们都是长度在数百米至数公里的“大家伙”,为了实现普及,国际上一直在努力让该装置小型化。近日,记者采访到率先完成台式化自由电子激光原理验证的中科院上海光机所强场激光物理**重点实验室团队,相关成果2021年以封面形式发表在《自然》杂志,并在今年入选2021**光学十大进展。

从构造看,自由电子激光装置由加速器和波荡器两部分组成。简单说,就是先让电子在加速器里加速到接近光速,然后进入波荡器,在波荡器内做周期运动辐射出光。

“不论是从尺寸上,还是从关键技术上,加速器都更核心,也是缩小的主要目标。”团队研究员王文涛说,自诺贝尔物理学奖诞生以来,一半以上的获奖与加速器和辐射源的应用相关。

传统方案是在加速器两端加高压,对低能电子进行加速。由于不能无限制加高压来提升加速梯度,为了获得高能,加速距离往往长到以公里计。直到2004年,被学界称为“梦之束”的激光尾波场电子加速横空出世,**法英等国科学家在实验中取得激光尾波场电子加速突破,让加速器具备了短到厘米量级的可能**。

“激光尾波场电子加速”可以形象地想象成电子在激光尾波中“冲浪”。王文涛用一项水上运动“尾波冲浪”打比方:运动员踏着帆板跟在快艇后,利用快艇排开水面形成的波浪冲浪,因为波浪速度与船速一致,运动员也会以接近船速的速度前进。

有趣的是,强激光在气体中也能激发这种“波浪”,被捕获的电子像运动员一样随着激光往前跑,在非常短的距离内接近光速。

“我们2012年立项,同**法德日等国展开研制台式化自由电子激光的竞争。”王文涛说。

背靠中科院上海光机所在超强激光领域的技术优势和实验便利,团队在2018年成功研制稳定台式化激光电子加速器,标志我国在台式化电子加速领域实现从实验到仪器**为关键的转变。

2021年,团队在实验上基于激光电子加速器获得极紫外波段的自发辐射放大输出,是国际上首次基于这种新型加速器实现小型化自由电子激光的原理验证。《自然》杂志以封面形式发表该成果,**称:“该成果是激光尾波场领域自2004年‘梦之束’报道以来的又一里程碑式的成果,将对同行科研人员产生重大影响,是一项重大的突破。”

总长度18米,其中加速器不足2米,团队目前成功将一个典型的自由电子激光结构缩小到1/20。

“它的特点就是台式化,成本更低,易于推广和普及,在更多研究领域发挥它作为**先进的工具的使命。”王文涛表示,目前,这一技术毕竟才发展了不到20年,它的**能与传统的大科学装置软X射线自由电子激光装置和**X射线自由电子激光装置相比还有不小的差距,还有很长的路要走。

这一系列成果证明激光尾波场电子加速是可以用来做自由电子激光的,也使得小型化的电子加速器研究受到更多关注,或许会有更多大装置逐渐变小,应用到**院、学校等更多的科学研究领域。

记者采访了解到,该装置作为**重大仪器专项的建设内容,目前已经开放运行了,北京航空航天大学、**工程物理研究院等单位也依托该装置开展合作研究。“近期,主要是装置**能的进一步优化,专注于驱动光源稳定**和电子品质优化,**括我们想把波长从极紫外波段推进到X射线波段,从而拓展装置的应用领域,再做大规模的开放运行。”王文涛说。

另外,团队也在尝试继续缩小装置的尺寸,比如未来可以通过束流压缩技术进一步提升流强,将波荡器辐射段的尺寸从现在的10米缩短到2米。

本文转自:大江网

采访团聆听介绍

生产车间内景

大江网/吉安**客户端讯 记者曾庆扬摄影报道:在江西合力泰科技有限公司的百级无尘车间内,身着无尘服的员工们,正聚**会神地操作各种智能生产设备。7月20日,全国融媒体及网络正能量大V采风江西行活动采访团,来到了这家高增长、高效率、低能耗、可持续发展的新型“数字工厂”进行采访。

沿着车间里的通道,透过无尘车间墙壁上的玻璃,采访团成员看到了极具震撼力的生产线上,一台台先进的智能设备。排列整齐,操作员穿行其间熟练地进行操作。据介绍,该企业主要生产智能终端的核心部件,横向布局在液晶显示模组、触控模组、摄像头模组、指纹识别模组、无线充电模组;纵向产业链布局盖板玻璃、FPC、盖板玻璃,全面布局电子纸生态链、5G原材料。产品应用于手机、平板电脑、仪器仪表、智能家电、智能穿戴、金融显示产品、办公显示产品、工控设备、**疗设备、汽车电子、数码产品等领域。

江西合力泰科技有限公司创立于2004年,系福建省电子信息集团控**的上市公司,是一家集研发、设计、生产、销售为一体的液晶显示、触控显示、智能**件产品方案商和制造商,拥有专利2000多项,产品竞争力强,市场占比位居行业前茅。2020年,该企业先后获评“2020年度电子信息竞争力百强企业”、“2020福建制造业企业100强”,并连续四年上榜《**富》**500强。目前,该企业已通过IATF16949/ISO9001/ISO45001/ISO14001/IEC**C080000等质量体系**,被评为**高新技术企业、**技术创新示范企业、**知识产权示范企业、两化融合试点企业、智能制造标杆企业、江西企业100强第19名等多项荣誉,分别拥有**级企业技术中心、江西省新型显示技术工程研究中心、**士后科研工作站等创新**。2021年,公司实现营业总**130亿元,纳税5197万元。

泰和县积极推动规模以上工业企业实施智能化、信息化迭代改造升级,利用智能制造技改扶持资金,引导佳合智能、中科泰盛、胜宝莱、中泰和讯等重点企业,投入超**元进行数字化改造,推进“机器换人”“设备换芯”新型人机交互等应用,实现制造业数字化升级。在电子信息优势产业的基础上,推动数字经济发展,加快布局以新型显示为主,智能装备、数字视听为辅的“1+2”产业集聚区,并投资了50亿元,加快建设和推进了合力泰通讯显示一体化、20亿元的中润智能装备等一批重点企业项目。今年1至5月,该县规上电子信息产业实现营收67亿元。

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