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稳态微聚束加速器光源
Steady-state micro-bunching accelerator light source
唐传祥，邓秀杰
物理学报, 2022, 71(15): 152901.
doi: 10.7498/aps.71.20220486
文章导读
加速器光源是探索物质结构及动态特性的最前沿工具之一。加速器光源发展到今天，主要有两种类型——基于电子储存环的同步辐射光源和基于电子直线加速器的自由电子激光，它们可分别提供高重复频率宽谱辐射光和高峰值功率的相干光。稳态微聚束（steady-state micro-bunching，SSMB）新型加速器光源，有机结合了两类光源的特点，可提供高平均功率、高重复频率、窄带宽、波长覆盖从太赫兹到软X射线波段的辐射光，具有巨大的科学及产业应用前景。例如，SSMB光源可实现比现有同步辐射光源高约3个量级的光通量，为超高能量分辨率的角分辨光电子能谱学研究提供崭新工具，有力推动诸如量子材料结构与功能、原子尺度能量物质转换等前沿科学问题的研究。同时，SSMB光源具有提供千瓦级短波长辐射的潜力，不但可以突破现有极紫外光刻机光源功率的限制，而且可向更短波长拓展，成为下一代波长约6 nm的Blue-X光刻技术的主流光源。SSMB储存环内电子束团的长度相比传统储存环减小了约6个数量级，这也必然将加速器物理研究带到一个崭新的高度。
清华大学2017年成立了SSMB研究团队，是国际上SSMB研究的引领者。团队经过五年的努力，在SSMB研究方面取得了一系列重要进展。本文在对现有加速器光源—同步辐射光源和自由电子激光简要介绍的基础上，对SSMB的概念、原理验证实验进展、核心物理及关键技术挑战、清华SSMB-EUV光源方案以及其对科学研究及芯片光刻潜在的变革性影响进行了简要论述。本综述论文是对SSMB研究团队这些年研究成果的总结与概括，希望能够为国内读者进一步了解这种新型加速器光源提供一定的线索和帮助。
图1 传统储存环（a）与SSMB储存环（b）对比
作者简介
唐传祥 清华大学教授
1992年毕业于清华大学物理系获得理学学士学位，同时在清华大学电子工程系获得工学学士（第二学位）；1996年清华大学工程物理系获工学博士学位。2006—2012年曾任清华大学工程物理系系主任。现任中国核学会常务理事、粒子加速器分会副理事长、辐射物理分会副理事长，教育部高等学校核工程与核技术专业教学指导委员会副主任，国务院学位委员会核科学与技术学科评议组秘书长，国际未来加速器委员会（ICFA）先进新型加速器组（ANA）主席等。
主要从事粒子加速器物理及应用等方面的科研及教学。主要研究方向包括小型电子直线加速器及其应用、逆康普顿散射X/gamma光源、低发射度光阴极微波电子枪、稳态微聚束新概念加速器光源等。相关科研成果曾获国家科学技术进步一等奖、国家科学技术进步（创新团队）奖、国家自然科学二等奖、北京市科技进步一等奖、中国专利金奖等。个人曾获得“国家杰出青年基金”、 “北京市优秀教师”、“北京市教育创新标兵”、教育部“新世纪人才”等。