合肥先進光源（HALF）是基于衍射極限儲存環的第四代同步輻射光源，其發射度及亮度指標的設計目標為世界第一，建成后將是全世界最先進的衍射極限儲存環光源。

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我們為什么要建設先進光源呢？人眼所能分辨的最小長度大概為0.1毫米，我們人眼之所以能看到物體是因為可見光照射到物體上通過反射使光線聚焦在我們的視網膜上，這樣我們的眼睛就看到了物體，但是如果我們要觀察的物體非常微小，小到小于可見波的波長，可見波照射到物體上時無法產生反射就更無法看清微小的物體了。所以當我們想要觀察微觀物體時，短波長的光源是必要的。

其實光的本質是一種處于特定頻段的光子流。光源發出光，是因為光源中電子獲得額外能量。如果能量不足以使其躍遷到更外層的軌道，電子就會進行加速運動，并以波的形式釋放能量。不同波長的光有著不同的用途，因此為了探究微觀材料，我國科學家研制出了同步輻射光源，同步輻射光源簡單的來說就是一臺大型的X光機，它所發射出來的光的波長才能讓我們去研究材料的微觀結構，為材料科學、能源環境、醫藥環境等的基礎和營運研究提供重要支撐。

如此重要的科學裝置是怎么運轉的呢？先進光源共有三個主要部件，分別是直線加速器、儲存環以及光束線試驗站。知道了它的主要部件我們就一起來了解一下他分分別起到什么作用吧。

直線加速器，其作用是向電子儲存環提供所需的電子儲存束。電子槍產生的能量為10萬電子伏特的電子束，先被約長40米長的直線加速器加速到1.5億電子伏特能量，然后被注入到周長約為180米的增強器中，由增強器繼續加速到35億電子伏特，再經過注入/引出系統注入到電子儲存環。這種把電子束加速到電子儲存環運行能量的注入器叫全能量注入器。整個注入過程必須通過一套專門設計的時序控制系統來“精確指揮”。

儲存環，電子儲存環是一個周長為432米的閉合環形高科技裝置，相當于一個學校400米環形跑道的操場，用來儲存35億電子伏特高能電子束。電子儲存環是同步輻射光源的主體與核心，其性能直接決定了同步輻射光源性能的優劣。它由真空度為10-10毛的超高真空室、高精度磁鐵系統、高頻加速腔、高靈敏的束流探測儀器和控制系統等組成。高精度磁鐵系統是儲存環的主要部件，包括40臺二極偏轉磁鐵、200臺四極聚焦磁鐵和140臺六極色品磁鐵。

光束線試驗站，實驗站是科學家和工程師利用同步輻射光揭開科學秘密、開發高新技術產品的綜合科技平臺。在這里同步輻射光被“照射”到各種各樣的實驗樣品上，同時科學儀器紀錄下實驗樣品的各種反應信息或變化，經高速計算機處理后變成一系列反映自然奧秘的曲線或圖像。

合肥先進光源在國家各方面的需求非常多，包括能源產業鏈、糧食安全、國防安全等等。在產業方面的話，它也是創新能力的根基，推動產業的升級。比如信息通信領域，人們可以研究未來的量子器件，以及光刻工藝、新材料中的輕質材料、生命健康等領域。

在未來，先進光源就是我們探索微觀世界的那盞最明亮的燈。

來源: 數字化科普小課堂