国家重大科技基础设施高能同步辐射光源于3月27日正式启动带光联调，标志其建设进入冲刺阶段。详细介绍了该光源的特点、技术创新、线站建设及实验成果等情况，还提及了它的建设背景和进展。
在科技的前沿探索中，3月27日是一个值得铭记的日子。这一天，国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（HEPS）正式宣布启动带光联调，这一里程碑事件标志着该装置的建设已然进入了紧张的冲刺阶段。
这幅高能同步辐射光源全景（航拍图），展现出它的宏伟壮观。高能同步辐射光源可不简单，它是设计亮度世界最高的第四代同步辐射光源，同时也是我国第一台高能量同步辐射光源。截至2025年1月，经过多轮束流调试，高能同步辐射光源储存环束流流强达到了40毫安以上，发射度降低到93皮米弧度。这里的电子束流发射度可是描述电子束质量和特性的重要参数之一。发射度越小，意味着电子束在横向的分散程度越小，电子束的运动分布越接近于束流的轴向，束流的品质就越好，发出的同步辐射光的亮度也就越高。
高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民介绍，今年1月，高能同步辐射光源还实现了一种创新的注入引出机制，即基于增强器高能累积的置换注入。为了应对紧密的磁聚焦结构和超小动力学孔径带来的挑战，高能同步辐射光源巧妙地利用增强器作为高能累积环。具体操作是将储存环中待替换的束团引出并回注到增强器中，让其与低电荷量电子束融合，累积成高电荷量束团，再经进一步加速后注入至储存环，从而实现在轴置换注入。这种方案不仅减小了增强器低能阶段对单束团电荷量的需求，还实现了引出束流的循环再利用，使得高能同步辐射光源加速器更加绿色环保。
从图中可以看到首期建设的情况，高能同步辐射光源首期建设了14条用户光束线站和1条测试线站。其中，硬X射线成像线站HXI是高能同步辐射光源的特色线站之一，它能够提供高空间相干的高能X射线。2024年10月12日，高能同步辐射光源储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验站。线站团队经过紧张的带光调试，利用钢板预制裂纹标样，结合自主研发的超高像素数、高分辨、高灵敏的面探测器，开展了相衬成像对比实验。实验结果令人惊喜，与常规光源对比，HXI线站的光穿透更深、分辨率更高，灵敏度显著提高，可检出的裂纹显著增加，成像的对比度也大大提高。高能同步辐射光源工程常务副总指挥董宇辉表示，线站团队自主研发的像素数世界领先的高能X射线成像探测器在衍射成像模式下，单次扫描即可并行获得几十万个样品点的衍射信号，极大地提高了衍射成像数据获取效率。同时，该线站依托高能同步辐射光源高能、低发射度的优势，创新设计插入件组，采用超长物源距，可提供能量高达300千电子伏特的高能X光，空间相干长度是国际先进水平的3.5倍。HXI线站能够实现难以兼得的强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像，这将为航空航天工程材料研究、全脑介观3D成像等前沿领域提供强有力的科研支撑。
画面定格在2024年10月12日，HEPS储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验站。与此同时，首期多条光束线站启动带光调试，开展特色样品实验。随着储存环电子束流品质的优化，光束线站实验质量进一步提升，高能同步辐射光源工程也正式进入带光联调阶段。
高能同步辐射光源是我国“十三五”期间优先建设的国家重大科技基础设施之一，它是国家发展改革委批复立项，由中国科学院、北京市共建怀柔科学城的核心装置，建设任务由中国科学院高能物理研究所承担。该项目于2019年6月启动建设，建设周期为6.5年。目前，高能同步辐射光源已完成了加速器和第一批光束线站的建设，并开展了多轮束流调试和带光调试。
本文围绕高能同步辐射光源启动带光联调这一重要事件展开，介绍了其作为高亮度第四代同步辐射光源的特点，创新的注入引出机制，特色线站HXI的实验成果，以及整体的建设背景和进展情况。该光源的建设和发展将为我国科研事业，尤其是航空航天工程材料研究、全脑介观3D成像等前沿领域提供强大支持，推动我国科技不断迈向新高度。
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