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同步辐射光源的原理构造和特征--第1页
1同步辐射光源的原理和发展历史
同步辐射是电子在作高速曲线运动时沿轨道切线方向产生的电磁波，因是在
电子同步加速器上首次观察到，人们称这种由接近光速的带电粒子在磁场中运动
时产生的电磁辐射为同步辐射，由于电子在图形轨道上运行时能量损失，故发出
能量是连续分布的同步辐射光。关于由带电粒子在圆周运动时发出同步辐射的理
论考虑可追溯到1889年Lienard的工作，进一步的理论工作由Schott，Jassinsky，
Kerst及Ivanenko，Arzimovitch和Pomeranchuk等直至1946年才完成，Blewett
的研究工作首次涉及同步辐射对电子加速器操作的影响，并观察到辐射对电子轨
道的影响，Lee和Blewett较详细地给出了发展史的评论。
至今，同步辐射光源的建造经历了三代，并向第四代发展。
（1）第一代同步辐射光源是在为高能物理研究建造与电子加速器和储存环
上的副产品。
（2）第二代同步辐射光源是专门为同步辐射的应用而设计建造的，美国的
[1]
Brokhaven国家实验室（BNL）两位加速器物理学家Chasman和Green把加速
器上使电子弯转、散热等作用的磁铁按特殊的序列组装成Chasman2Green阵列
(Lattice)，这种阵列在电子储存环中采用标志着第二代同步辐射的建造成功。
（3）第三代同步辐射光源的特征是大量使用插入件（InserctionDevices），
即扭摆磁体（Wiggler）和波荡磁体（Undulator）而设计的低发散度的电子储存
环。
表1为三代同步辐射光源的重要参数比较，其中表征性能的指标是同步辐射
亮度，发散度以及相干性。
表1三代同步辐射光源主要性能指标的比较
Tab.1Comparisonofmainpropertiesofthethreegeneration
synchrotronradiationsources
同步辐射光源的原理构造和特征--第1页
同步辐射光源的原理构造和特征--第2页
目前，世界上已使用的第一代光源19台，第二代24台，第三代11台。正
在建设或设计中的第三代14台，遍及美、英、欧、德、俄、日、中、印度、韩、
瑞典、西班牙和巴西等国家。大概可分为三类：
第一类，是建立以VUV（真空紫外）为主的光源，借助储存环直线部分的
扭摆磁体把光谱扩展到硬X射线范围，台湾新竹SRRC和合肥NSRC光源属此
类。
第二类，是利用同步电子加速器能在高能和中能两种能模式下操作，可在同
一台电子同步加速器（增强器）下，建立VUV和X射线两个电子储存环，位于
美国长岛Brookhaven国家实验室（BNL）的国家同步辐光源（NSLS）属于此类。
第三类，是建立以X射线环为主同时兼顾VUV的储存环，因为X射线环
能提供硬X射线、软X射线或和紫外及可见光到红外的光谱分布，但长波部分
的亮度较VUV环低些，当然也可用长波段进行工作，上海同步辐射装置（SSRF）
就属此类。图1为上海同步辐射装置（SSRF）的平面示意图，如果增强器能分
别采用高能和中能两种模式工作，在中能模式下操作，注入储存环提供光子通量
较高，主要
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