北京自由电子激光装置发展回顾 | 专刊

如题所述


北京自由电子激光装置的卓越历程:从诞生到应用</


戴建枰</


中国科学院高能物理研究所</


《现代物理知识》


一、破晓之路:里程碑式的突破</


1993年,中国科研界迎来了历史性的时刻,BFEL(北京自由电子激光)亚洲首度实现了红外FEL出光,标志着中国正式加入了国际FEL研究的高端行列。同年,我有幸主持BFEL的应用研究,以此致敬谢家麟等前辈科学家的科学精神。这是一段值得铭记的历程,既是对过去的回顾,也是对未来的激励。


二、历史的痕迹与挑战</


自1947年同步辐射和1960年常规激光的诞生,FEL的出现犹如科学的曙光,因其波长可调、相干性和高功率潜力而备受瞩目。然而,FEL的研发并非坦途,中国早期投入有限,直到1986年“863计划”的实施,才逐渐改善了研究环境。1987年,BFEL项目应运而生,科研的挑战也随之而来,包括技术复杂、资金短缺、加工难题以及关键技术的攻克,如速调管调制器、微波电子枪等。


技术突破与创新</


在关键技术的研发中,中国科研人员凭借不懈努力和国际经验的借鉴,实现了突破。例如,微波电子枪的研发,经历了无数次的试验和学习,国内团队终于成功研制出首台,为BFEL出光奠定了坚实的基础。在材料选择上,BFEL采用钕铁硼替代钐钴,解决了安装难题,展示了中国科研团队的创新精神。


南方研究所曾面临束流不稳定的问题,但郑志鹏所长的鼓励和支持,以及庄杰佳主任的领导,促使研究室合并并重组运行值班组。林绍波等老职工的坚韧和专注,使得BFEL在1993年5月26日首次发现受激辐射信号,这一重大进展标志着BFEL进入新的阶段。


应用的绽放与影响</


自1997年起,BFEL逐步从基础研究转向应用,成为不可替代的科研光源,尤其在材料科学和生命科学领域发挥着关键作用,如YBCO薄膜和MCT材料的研究。FEL诱导的分子结构变化等前沿课题,也在此期间得到了深入探索。2002年后的改造和搬迁,BFEL技术上经历了重重挑战,最终在2007年成功输出激光,成为亚洲首个实现红外FEL激光的装置。


BFEL的成就不仅在于硬件的突破,更在于它培养了一大批专业人才,推动了中国科学院高能物理研究所相关技术的快速发展。欲了解更多细节,敬请关注《现代物理知识》微信公众号mpihep,探索这一科学传奇的更多篇章。


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