上海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會供稿

當(dāng)電子以接近光的速度做曲線運動時，會沿切線方向發(fā)射出稱為“光”的電磁波。這束光可以用來觀測物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，洞悉原子分子運動的規(guī)律，照亮微觀世界的科學(xué)大門。這束光也是中國工程院院士、中科院上海高等研究院副院長、上海光源科學(xué)中心主任趙振堂眼里最美的光。

21年前，趙振堂來到位于上海嘉定的中科院上海應(yīng)用物理研究所。走出研究所大門，滿眼都是農(nóng)田。此時，他和建設(shè)團(tuán)隊的同事們的心中充滿了美好的期望：上海光源工程終于從論證進(jìn)入了預(yù)制研究階段，向著動工建設(shè)邁出了實質(zhì)性的一步，他們將在上海市親手建造中國的第三代同步輻射光源。

工欲善其事，必先利其器。“現(xiàn)代科學(xué)研究越來越依賴具有極端條件和能力的設(shè)備與手段?！壁w振堂說，加速器光源這類大科學(xué)裝置的出現(xiàn)，極大地增強了人們認(rèn)識和改變未知世界的能力。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，憑借優(yōu)良的光束品質(zhì)和不可替代的作用，第三代同步輻射光源已成為助力科學(xué)家解決關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題的利器。

上海光源是我國大陸設(shè)計建造的第一臺第三代同步輻射光源，目前已建成15條光束線與19個實驗站。開放以來，已有來自全國各地544家單位約2 900個課題組的25 000多名研究人員來此開展實驗。上海光源的出現(xiàn)，使得原本無法做或者需要出國排隊做的分析工作，在“家門口”就可以完成。得益于上海光源，我國科學(xué)家實驗發(fā)現(xiàn)了外爾費米子、提出和驗證了單原子催化機理、在國際上首次觀察到了大鼠肺泡結(jié)構(gòu)、解析了一系列病毒（如禽流感、埃博拉、寨卡和基孔肯雅熱等）的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并闡釋了傳播機制、解決高鐵接觸線合金凝固的黑箱難題并將工藝參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)制造、支持新藥研發(fā)并助推中國企業(yè)自主研發(fā)抗癌新藥首次在美獲批上市……

“培育上海光源精神，建造世界一流裝置?！边@是懸掛于上海光源實驗大廳的橫幅，也是趙振堂和上海光源團(tuán)隊一直恪守的工作信條。和那些閃亮的科研成果不同，其背后的上海光源往往很少被人注意，甚至連科學(xué)家的名字都很少出現(xiàn)在貢獻(xiàn)者名單中。“我們有時被稱為科研成果的‘保姆’?！壁w振堂開玩笑說。“用戶的成果就是我們工作價值的體現(xiàn)，看到用戶利用上海光源在研究上取得了突破進(jìn)展，往往比自己發(fā)了論文還高興?！壁w振堂感慨，雖然這些成果不一定會讓人看到上海光源的作用，但“這就是我們的角色和使命”，這樣的幕后工作必須一如既往，也是他對上海光源精神的最好解讀。

雖然上海光源和全世界其他第三代同步輻射光源相比，性能并不遜色，但第三代光源的原理和技術(shù)路線早已經(jīng)成熟，集成創(chuàng)新是其主要特征?！霸偻白?，中國的光源大科學(xué)裝置應(yīng)該朝著發(fā)展新原理與新技術(shù)的方向努力，應(yīng)以創(chuàng)新原理和技術(shù)為驅(qū)動來發(fā)展新裝置?！壁w振堂說。

下一個10年，上海光源線站數(shù)量將達(dá)到基本飽和從而全面進(jìn)入運行開放的黃金時段，支撐科學(xué)家產(chǎn)出重大成果是其核心任務(wù)。與此同時，基于同步輻射光源和X射線自由電子激光的光子大科學(xué)裝置集群正在加緊建設(shè)，已成為了發(fā)展的新增長點。

為在這一方面有所突破，過去的10多年中趙振堂帶領(lǐng)上海光源的自由電子激光團(tuán)隊一直在為發(fā)展全相干種子型自由電子激光而不斷努力，并已成功研發(fā)了加速器和波蕩器相關(guān)的多項關(guān)鍵技術(shù)，建成了我國首個高增益種子型自由電子激光研究平臺——上海深紫外自由電子激光裝置。借助于該平臺在世界上首次成功實現(xiàn)了回聲型新原理自由電子激光EEHG的出光放大和HGHG波長的大范圍連續(xù)調(diào)節(jié)，以及兩級級聯(lián)HGHG的相干輻射輸出等，提出了級聯(lián)EEHG和相位匯聚高次諧波產(chǎn)生PEHG等新型自由電子激光工作模式。

以上海光源為起點，與正在建設(shè)中的軟X射線自由電子激光裝置、硬X射線自由電子激光裝置及超強超短激光裝置一起形成先進(jìn)的光子科學(xué)研究中心，支撐我國科技創(chuàng)新突破和跨越發(fā)展。目前，上海光源二期工程正在建設(shè)中，預(yù)計到2022年將有約35條束線和50個實驗站投入運行。屆時，上海光源的實驗?zāi)芰⒋蠓忍嵘?，實驗方法將增?倍以上達(dá)到近百種，年接待用戶能力將超過上萬人次。