國之重器在此集結，世界級光子科學中心正在上海張江崛起

在張江，一個世界級光子科學中心正在崛起。

2021年，上海光源將有約30條光束線和50個實驗站投入使用；年接待用户能力將過萬上海軟X射線自由電子激光裝置通過國家驗收；硬X射線自由電子激光裝置推進順利……

上海光源坐落於浦東新區張衡路，俯瞰之下，像一個充滿未來感的鸚鵡螺安置在碧水之中。不知不覺間，這一“鸚鵡螺”已延伸出更多管道，通向國家重大科技基礎設施的未來。

俯瞰上海光源 本文圖片均為澎湃新聞記者 張呈君 圖

把半小時的實驗縮短到10毫秒內

在上海光源主體內，一條黃色軌道穿牆而過，攔腰截斷室內空間，不少來往的研究員都不得不彎腰通過。

這是一條讓光流淌的通道。

在通道的前端，是我國首台國產化長時間運行的“液氮冷卻多層膜單色器”，堪稱光源二期核心線站之一的“心臟”。它通過把光單色化來提高光通量，能將在普通光機上半小時才能完成的實驗，縮短到10毫秒以內。

“這台設備由同濟團隊研發設計，完全實現了國產化。”中科院上海高等研究院副研究員田豐難掩自豪地告訴記者，這台國產化設備經過了半年使用，仍在非常穩定地運行，已超過了國際上一些同類設備的使用壽命。

通過單色器提升強度後，光就來到了穿牆而過的通道內，藉此真空管道橫穿實驗大廳，來到邊緣的實驗棚屋。

就像照相機上的“光圈”，在這裏，科學家可以調整光的角度，從而自由選擇探測的範圍和尺度。最後，穿越實驗棚屋，光隨管線破殼而出，跑過數十米的距離，最終抵達鸚鵡螺旁的實驗站內，向用户開放實驗。

上海光源內部二期工程

國產單色器

這些都是上海光源二期工程的一部分。2016年底開工的上海光源二期工程，將建設16條光束線站，目前已有5條通過驗收，其中2條已向用户試開放。

“依託二期線站提供的先進實驗方法，短短1年間，已有15篇高水平論文誕生。”上海光源線站工程（光源二期）副總工程師黃宇營説，二期工程建成後，上海光源的研究性能將保持在國際第三代同步輻射光源的先進水平，為我國的基礎研究、產業發展、國家戰略的重大需求，提供支撐平台。

歷時5年半建成全國首台

12月28日，記者來到中科院上海應用物理研究所，在上海光源主體背後一座其貌不揚的小樓內，跟隨上海光源科學中心副主任劉波的腳步，走進了一條漫長的軌道。

這座長500多米長的小樓暗藏玄機——在其中經過5年半建設，2020年11月4日，軟X射線自由電子激光試驗裝置於通過國家驗收，如今正在升級成為用户裝置，等待開放給更多研究院和科學家。

上海軟X射線自由電子激光裝置

據劉波介紹，軟X射線自由電子激光試驗裝置主體，由一台8億4千萬電子伏特的高性能電子直線加速器和一台可以實現多種先進運行模式的自由電子激光放大器組成。

“2014年我們破土動工，2016年4月基本建設完成，後面持續的三年時間主要用於克服各類問題，調試裝置故障、新想法的加入等，到2020年年初第一次達到了設計指標。”劉波透露，目前，全球建成的X射線自由電子激光裝置僅有8台，其它7台分別位於德國（兩台）、美國、日本、韓國、意大利和瑞士。

以X射線自由電子激光試驗裝置為基礎，中國首台X射線波段自由電子激光用户裝置升級完成後，將為開展能源、材料、生物等領域科學前沿問題的探索提供強有力的工具；同時，也為中國繼續開展自由電子激光新原理的探索和驗證、關鍵技術的研究提供了不可替代的實驗平台。

“這台裝置特別適合用來觀測微觀結構的超快過程，比如化學鍵的斷裂。預計今年下半年，用户實驗站可以開始做首批實驗。”劉波表示，目前主要的用户是各大高校和研究院所。