速度接近光速的帶電粒子在磁場中作圓周運(yùn)動時，會沿著偏轉(zhuǎn)軌道切線方向發(fā)射連續(xù)譜的電磁波。1947年人類在電子同步加速器上首次觀測到這種電磁波，并稱其為同步輻射，后來又稱為同步輻射光。同步輻射最初是作為電子同步加速器的有害物而加以研究的，后來成為一種從紅外到硬X射線范圍內(nèi)有著廣泛應(yīng)用的高性能光源。同步輻射光源是開展凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、生命科學(xué)、資源環(huán)境及微電子技術(shù)等多學(xué)科交叉前沿研究的重要平臺。

　　激光等離子體光屬于價(jià)格便宜、易于操作的光源，可以用于X射線顯微術(shù)，象電子掃描顯微鏡一樣作為實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)分析工具。其基本原理是：當(dāng)高強(qiáng)度(1014～1015 W/cm2)激光脈沖聚焦打在固體靶上時，靶的表面迅速離化形成高溫高密度的等離子體，進(jìn)而發(fā)射X射線。它是一種具有足夠輻射強(qiáng)度的獨(dú)立點(diǎn)光源，所用泵浦激光器主要有Nd:YAG，釹玻璃和KrF等。X射線發(fā)射與靶材料有關(guān)，由于濺射殘屑可能損傷和污染光學(xué)系統(tǒng)和樣品，若用氣體靶代替固體靶可以避免殘屑問題。因此，需要進(jìn)一步研究開發(fā)有效的、高重復(fù)頻率工作的、不產(chǎn)生殘屑的激光等離子體X射線光源。

　　擁有近70條光束線的美國阿貢實(shí)驗(yàn)室同步輻射光源

　　同步輻射光源的主體是電子儲存環(huán)，30多年來已經(jīng)歷了三代的發(fā)展。第一代同步輻射光源的電子儲存環(huán)是為高能物理實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，只是“寄生”地利用從偏轉(zhuǎn)磁鐵引出的同步輻射光，故又稱“兼用光源”；第二代同步輻射光源的電子儲存環(huán)則是專門為使用同步輻射光而設(shè)計(jì)的，主要從偏轉(zhuǎn)磁鐵引出同步輻射光；第三代同步輻射光源的電子儲存環(huán)對電子束發(fā)射度和大量使用插入件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使電子束發(fā)射度比第二代小得多，同步輻射光的亮度大大提高，如加入波蕩器等插入件可引出高亮度、部分相干的準(zhǔn)單色光。

　　同步輻射光具有頻譜寬且連續(xù)可調(diào)（具有從遠(yuǎn)紅外、可見光、紫外直到X射線范圍內(nèi)的連續(xù)光譜）、亮度高（第三代同步輻射光源的X射線亮度是X光機(jī)的上億倍）、高準(zhǔn)直度、高偏振性、高純凈性、窄脈沖、精確度高以及高穩(wěn)定性、高通量、微束徑、準(zhǔn)相干等獨(dú)特的性能。

　　設(shè)計(jì)有30個光引出口的英國DIAMOND同步輻射光源

　　世界上有近40臺同步輻射光源正在運(yùn)行，還有幾十臺在設(shè)計(jì)、建造中。我國的北京同步輻射裝置（BSRF）、合肥中國科技大學(xué)同步輻射裝置（NSRL）和臺灣新竹的同步輻射裝置（SRRC）分別屬于第一、第二和第三代光源，正在建造的上海光源（SSRF）屬第三代光源。

　　SSRF平面圖

　　建在BSRF的我國大陸第一條中能X射線雙晶單色器光束線，該光束線用于中等能區(qū)X射線范圍（1.2keV-6.0keV）的計(jì)量學(xué)、探測器標(biāo)定、光學(xué)元件性能測試及吸收譜學(xué)等方面的研究，具有重要的科學(xué)意義

　　北京同步輻射裝置4W1A光束線形貌學(xué)實(shí)驗(yàn)站上能量為24keV的X射線拍攝的肝樣品圖像