磁性材料在同步辐射及自由电子激光中的应用
同步辐射成像技术在材料科学中的应用研究
同步辐射成像技术在材料科学中的应用研究同步辐射成像技术是一种高分辨率的成像技术，可以突破传统光学成像的限制，用于材料科学领域的研究。
它利用同步辐射光的特点，通过收集和分析样品反射、散射和透射的辐射，可以获取高质量的材料结构和组成信息。
这种技术在材料科学研究中具有广泛的应用，下面将重点介绍几个典型的应用研究方向。
1.同步辐射X射线成像技术在材料科学中的应用同步辐射X射线成像技术是一种独特的非破坏性成像方法，可以用于表征材料的微观结构和成分。
通过调节辐射的能量和波长，可以实现对不同材料的成像。
例如，可以利用同步辐射X射线成像技术对材料的晶体结构、晶粒大小以及材料中的缺陷、杂质等进行高分辨率的观察和分析。
此外，由于同步辐射X射线的高亮度和短脉冲宽度，还可以应用于材料的动态研究，如材料熔化、相变和应力变化等过程的实时观测。
2.同步辐射红外成像技术在材料科学中的应用同步辐射红外成像技术是一种非接触式的成像方法，可以实现对材料的红外辐射进行高分辨率成像。
红外成像可以提供材料的热分布和热传导等信息，对于研究材料的热性质、热辐射和热传导等方面具有重要意义。
利用同步辐射红外成像技术，可以实时观测材料的温度分布、热传导过程以及热辐射特性等。
这对于材料的热性能研究、材料的热稳定性评估以及材料的红外导热材料制备等方面具有重要应用价值。
3.同步辐射显微镜技术在材料科学中的应用同步辐射显微镜技术是一种集成了高空间分辨率成像和高能量分辨率光谱分析的成像技术，可以用于对材料的表面形貌、化学组成和电子结构的研究。
通过同步辐射显微镜技术，可以实现对材料的原子尺度成像，观察材料中的晶格、原子排列以及表面形貌等信息。
此外，还可以应用于材料的局域电子结构研究，如表征材料中的化学键、价带结构和局域电子态等。
这对于了解材料的电子性质、催化反应机理以及材料界面的相互作用等方面有重要意义。
总之，同步辐射成像技术在材料科学中具有重要的应用价值，可以实现对材料的高分辨率观测和分析。
同步辐射技术在材料研究中的应用
同步辐射技术在材料研究中的应用同步辐射技术在材料研究中扮演着重要的角色，其高亮度、高能量和高空间分辨率的特点，使其成为探索材料结构和性质的强大工具。
本文将介绍同步辐射技术的原理和在材料科学中的应用，包括材料成分分析、晶体结构解析、表面和界面分析以及非晶材料研究等方面。
同步辐射技术是一种产生高能量、高亮度的电磁辐射的技术。
通过将电子或粒子加速到近光速，并使其运动在磁场或电场中发生切向加速，可以产生辐射能量范围从红外到X射线的电磁波。
同步辐射光源以其强度和能量范围的特点，成为材料科学研究的重要工具。
首先，同步辐射技术在材料成分分析方面发挥着关键作用。
通过X 射线吸收光谱(XAS)和X射线荧光光谱(XRF)分析，可以确定材料的元素组成及其化学状态。
由于同步辐射的能量范围广泛，可以对不同元素的吸收边缘进行准确的测量，从而分析出材料的组成和结构信息。
材料科学家可以利用同步辐射技术来研究催化剂、电池材料、纳米材料等领域。
其次，同步辐射技术在晶体结构解析方面具有高分辨率和高精度的能力。
同步辐射X-ray衍射技术，如X射线衍射(XRD)和小角散射(SAXS)，可以揭示晶体的原子排列和晶格结构。
通过测量X射线的衍射图案，晶体学家可以确定晶体的空间群、晶面指数和晶格常数等信息。
这些数据对于了解材料的结构性质、生长机制以及表面性质都具有重要意义。
同时，同步辐射技术在表面和界面分析方面也发挥着重要作用。
通过同步辐射技术所产生的高能量和空间分辨率，可以研究材料的表面形貌和表面结构。
例如，通过扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等技术，可以观察到材料表面的原子或分子尺度的微观结构。
此外，利用同步辐射X射线光谱学和X射线衍射，可以对材料的表面化学计量、表面尺度结构及其相互作用进行分析，以实现更深入的了解。
最后，同步辐射技术在非晶材料研究中也发挥着重要作用。
传统的实验手段往往难以确定非晶材料的结构和性质，而同步辐射技术可以通过散射方法对非晶材料进行结构表征。
磁性材料在电子技术中的应用
磁性材料在电子技术中的应用随着现代电子技术的不断发展，磁性材料作为一种重要的新材料，已经被广泛应用于电子技术领域。
磁性材料具有很强的磁性特性，可以用于制造电感器、变压器、电磁铁以及磁性存储器等各种电子器件，为电子技术的发展做出了重要贡献。
一、磁性材料的基本特性磁性材料是一种具有磁性的材料，通常由铁、镍、钴、铝等金属元素组成。
这些金属元素具有自己的磁矩，当这些元素被组成磁性材料时，磁矩的相互作用就会导致材料具有磁性。
磁性材料的基本特性包括矫顽力、磁导率、矫顽力损耗、磁导率损耗和磁滞回线等。
其中，矫顽力是指磁性材料在没有外磁场作用下，磁矩从无序状态转为有序状态所需要的外磁场强度。
磁导率是指磁性材料对外磁场的响应能力，通常用于制造电感器和变压器等电子器件。
矫顽力损耗和磁导率损耗是磁性材料在交变磁场作用下的损耗，这些损耗会影响材料在工作时的效率。
磁滞回线是指磁性材料在外磁场作用下磁化强度的变化曲线，这条曲线很重要，因为它直接影响了磁性材料在制造磁存储器等电子器件时的使用效果。
二、磁性材料在电子器件中的应用1. 电感器电感器是一种利用电磁感应产生感应电动势的电子器件。
其中，磁性材料被用作电感器内部的磁心，用来增加电感器的感应电动势。
磁性材料的高磁导率和低磁导率损耗可以使电感器具有更高的效率和更低的损耗。
2. 变压器变压器是一种利用电磁感应原理将电能转换成另一种电能的电子器件。
磁性材料被用作变压器的磁心，用来增加变压器的能量转换效率。
磁性材料的高磁导率和低磁导率损耗也可以使变压器更加高效。
3. 电磁铁电磁铁是一种利用电流产生磁场的电子器件，磁性材料被用作电磁铁的吸力部分，用来增加电磁铁的吸力力度。
磁性材料的高矫顽力和低矫顽力损耗可以使电磁铁具有更高的吸力力度和更低的损耗。
4. 磁性存储器磁性存储器是一种利用磁性材料储存数据的电子器件，它具有存储数据密度高、读写速度快、可擦写等优点。
磁性材料的选择对磁性存储器的性能有很大的影响。
同步辐射技术在材料科学中的应用研究
同步辐射技术在材料科学中的应用研究近年来，同步辐射技术在材料科学领域的应用越来越广泛。
同步辐射技术是一种利用高亮度同步辐射光源所提供的高亮度、高强度和高空间分辨率X射线进行研究的技术。
通过分析X射线的吸收、散射、衍射和反射，可以在极小的空间范围内提供高分辨率的材料动力学信息和结构信息，有着非常重要的研究价值。
本文将着重从同步辐射技术在材料科学中的应用实例出发，详细探讨其在材料科学研究领域的优越性及未来的发展方向。
一、同步辐射技术在材料物理学及结构化学中的应用同步辐射利用在电子加速器放出电子并加速，形成同步辐射光。
同步辐射是一种高亮度X射线，能够通过加快材料内的电子和原子来研究材料的结构和性质。
同步辐射技术广泛应用于材料物理学和结构化学，例如光电子发射光谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、X射线荧光分析（XRF）、X射线吸收谱（XAS）和X射线光电子能谱（XES）。
通过分析这些信息可以研究材料的化学成分、电子结构和电子动力学等方面的性质。
二、同步辐射技术在纳米材料、声波和光子控制领域中的应用同步辐射技术在纳米材料、声波和光子控制领域中的应用也十分重要。
它可以测量纳米材料和非晶态金属的结构。
同样，它也可以用于声音和声波的控制，例如通过压电、磁性和光电介质来控制声波耦合。
同步辐射技术也可以用于控制材料光学性质，在电子结构和导电性方面提供了更深入的认识。
三、同步辐射技术在材料科学研究中的未来发展同步辐射技术在材料科学研究中的应用价值不断得到增强，其未来发展将侧重于改进和创新技术，以适应迅速增长的物质需求。
未来可能会出现更高精度的X射线衍射，更高速的探测器和智能化的分析技术，进一步提高同步辐射技术的功率和操控能力。
此外，也需要更多的交叉学科研究，以寻找可能有微小变化的新材料，并对它们进行研究。
这需要有各学科之间相互合作和协商的意识。
四、结语同步辐射技术在材料科学中的应用研究是一项重要的任务，它为材料学家带来了更精确和更深入的表征和材料动力学信息。
同步辐射技术在材料科学中的应用
同步辐射技术在材料科学中的应用材料科学是一个技术和工业的基础学科，它的主要任务是探索材料的基本性质和应用规律以及新材料的开发和应用。
在现代工业、信息技术等各种行业中，材料科学都具有重要的地位。
近年来，随着科学技术的不断发展，同步辐射技术已经成为了材料科学研究中不可或缺的一种重要手段。
同步辐射技术是指利用高亮度的同步辐射光源产生的电子磁波辐射进行研究的技术。
同步辐射光源是一种具有极高亮度、能量分辨率和空间分辨率的光源，它能够提供与传统研究方法不同的信息和洞察力。
同步辐射技术已经在材料科学的研究中得到了广泛应用，以下将从几个角度来介绍同步辐射技术在材料科学中的应用。
一、同步辐射在表面和界面分析中的应用表面和界面在材料科学中是一个非常重要的研究对象，它们对材料的物理性质和化学性质都有着重要的影响。
同步辐射技术可以提供高亮度的X射线光束，能够对材料的表面和界面进行非常精细的分析，并且可以探测到微观结构和元素分布等信息。
同步辐射技术还可以提供非常高的时间分辨率，能够对材料的表面和界面反应动力学进行动态观察。
二、同步辐射在无损检测和成像中的应用材料在使用过程中会出现各种变化和损坏，为了保障材料的使用寿命和安全性，需要进行无损检测和成像。
同步辐射技术可以提供高强度、高分辨率的辐射光束，可以对材料进行非常精确的成像和检测。
同步辐射技术可以应用于X射线投影成像、原位拉伸实验、探测微弱信号等方面，具有很高的检测精度和可靠性。
三、同步辐射在晶体学研究中的应用晶体学是材料科学中的一个非常重要的领域，晶体的结构可以对材料的物理性质和化学性质产生很大的影响。
同步辐射技术可以提供高强度、高分辨率的X射线光束，能够对晶体进行非常精细的分析和研究。
同步辐射技术可以帮助研究人员解决晶体成像和晶体学分析中的各种难题，提高研究的效率和准确性。
四、同步辐射在材料表征中的应用材料表征是材料科学中的一个重要领域，其任务是揭示材料的性质、结构和形态。
磁性材料在消费电子领域的应用有哪些
磁性材料在消费电子领域的应用有哪些在当今科技飞速发展的时代，消费电子产品已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
从智能手机、平板电脑到笔记本电脑、无线耳机等，这些设备的性能和功能不断提升，其中磁性材料发挥了至关重要的作用。
磁性材料以其独特的物理特性，为消费电子产品带来了诸多优势，广泛应用于各个方面。
首先，磁性材料在消费电子领域的一个重要应用是扬声器和耳机。
扬声器和耳机的工作原理是基于电磁感应，通过电流在磁场中的作用产生声音。
在这些设备中，通常会使用永磁体来提供恒定的磁场，使得音圈在磁场中运动，从而推动振膜产生声音。
磁性材料的性能直接影响着扬声器和耳机的音质、音量和频率响应。
优质的磁性材料能够提供更强的磁场，使得声音更加清晰、响亮，并且在不同频率下都能保持良好的表现。
磁性材料在硬盘驱动器（HDD）和固态硬盘（SSD）中也扮演着关键角色。
HDD 利用磁性存储数据，通过磁头改变磁盘上磁性颗粒的方向来记录信息。
磁性材料的磁性能决定了数据存储的密度和稳定性。
随着技术的不断进步，磁性材料的磁性能不断提高，使得 HDD 的存储容量越来越大，同时数据的可靠性也得到了保障。
而 SSD 虽然工作原理与 HDD 不同，但其中的一些控制芯片和电感元件也会用到磁性材料，以保证数据的传输和处理效率。
在智能手机中，磁性材料同样有着广泛的应用。
例如，手机中的振动马达通常使用微型永磁体来产生振动效果。
当手机接收到来电、短信或其他通知时，振动马达通过磁场的作用产生机械振动，提醒用户。
此外，手机中的无线充电技术也离不开磁性材料。
无线充电器中的线圈会产生变化的磁场，而手机内部的接收线圈在磁场的作用下产生感应电流，从而实现无线充电。
为了提高充电效率和稳定性，磁性材料的性能和布局都需要精心设计。
平板电脑和笔记本电脑中的电磁屏蔽也是磁性材料的应用之一。
在电子设备中，各种电子元件和电路会产生电磁干扰，影响设备的正常运行和性能。
磁性材料可以制成电磁屏蔽罩，有效地阻挡和吸收电磁辐射，减少电磁干扰对设备的影响。
同步辐射技术在材料研究中的应用
同步辐射技术在材料研究中的应用同步辐射技术是一种用于材料研究和应用领域的先进实验技术。
它利用高度加速的电子或正负电子波束在磁铁场中做曲线运动，产生高亮度的X射线和紫外线辐射，从而可以提供高能量、高亮度、高度偏振和超短脉冲的电磁辐射源。
同步辐射技术在材料研究中广泛应用于表征材料的结构、动力学和性质，并为材料科学和工程领域的发展提供有力支持。
同步辐射技术具有很高的空间解析度和时间分辨率，可以揭示材料的微观结构和性质。
它可以通过X射线吸收、散射、衍射和干涉等方法来分析材料的晶体结构、原子排列和成分。
例如，同步辐射技术可以用来研究纳米材料的尺寸、形状和晶体结构，以及金属、合金、半导体和陶瓷等材料的晶格畸变和缺陷。
通过分析材料的结晶性质，可以帮助我们了解材料的性能和行为。
同步辐射技术还可以用于研究材料的表面和界面性质。
材料的表面和界面通常具有不同于体相的性质，对材料的稳定性、反应活性和传输性能有重要影响。
同步辐射技术可以通过分析表面反射、散射、吸收和透射等现象，揭示材料表面和界面的化学成分、结构和电子态。
这对于研究材料的电子结构、化学反应和物理性质具有重要意义。
同步辐射技术还可以用于研究材料的动力学过程。
材料的性能通常与其动态行为密切相关，包括晶格振动、电荷传输、磁矩翻转和相变等过程。
同步辐射技术可以通过超快时间分辨率测量材料的动态响应，揭示材料内部和界面的动力学过程。
例如，同步辐射技术可以用来研究材料的超快光学响应、电荷传输和磁矩翻转等过程，以及激光照射、温度变化和外加电场对材料性能的影响。
同步辐射技术在材料研究中的应用还包括研究新材料的合成和制备方法。
新材料的合成和制备方法对于材料的结构和性能起着决定性的影响。
同步辐射技术可以用来研究各种合成和制备方法对材料结构和性质的影响。
例如，同步辐射技术可以用来研究材料的晶体生长、薄膜沉积、表面修饰和离子注入等过程，以及温度、压力和化学环境对材料合成和制备过程的影响。
磁性材料的应用
磁性材料的应用
磁性材料是一类具有特殊磁性能的材料，广泛应用于各个领域。
它们的磁性能
使它们在电子、通信、医疗、能源等领域发挥着重要作用。
本文将介绍磁性材料的基本特性和在各个领域中的应用。
首先，磁性材料具有磁化特性，能够在外加磁场的作用下产生磁化。
这种特性
使得磁性材料被广泛应用于电磁器件中，如变压器、电感器、电磁铁等。
在这些器件中，磁性材料能够有效地转换电能和磁能，实现能量的传输和转换。
其次，磁性材料还具有磁导特性，能够引导磁场的传播。
这种特性使得磁性材
料在通信领域中得到了广泛的应用，如在天线、微波器件、磁存储器件等中都能看到磁性材料的身影。
它们能够有效地控制和调节电磁波的传播，提高通信设备的性能和稳定性。
此外，磁性材料还具有磁敏特性，能够对外界磁场产生敏感响应。
这种特性使
得磁性材料在医疗领域中得到了广泛的应用，如在磁共振成像（MRI）设备中使用的磁性材料能够有效地产生和探测人体组织的磁信号，实现对人体内部结构的高分辨率成像。
最后，磁性材料还具有磁存储特性，能够在外界磁场的作用下实现信息的存储
和读取。
这种特性使得磁性材料在能源领域中得到了广泛的应用，如在磁记录介质、磁存储器件、磁性传感器等中都能看到磁性材料的应用。
它们能够实现信息的快速存储和高效读取，为能源设备的性能提供了重要支持。
总之，磁性材料具有多种特性，使得它们在电子、通信、医疗、能源等领域中
得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，磁性材料的应用领域将会更加广泛，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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无 机 材 料 学 报
Vol. 31 No. 10
Journal of Inorganic Materials
Oct., 2016 DOI: 10.15541/jim20160177
磁性材料在同步辐射及自由电子激光中的应用
( E2 E1 ) / h 的光子, 这种过程称为自发辐从能 级 E2 跃迁到能级 E1, 同时辐射一个与外来光子频
率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子, 这 个过程称为受激辐射 , 这种在受激辐射过程中产生 并被放大的相干光就是激光。带电粒子加速运动产 生光通常称为同步辐射光和自由电子激光 , 称为基 于加速器光源 , 原子核反应堆切伦科夫辐射也属于 这种。 插入件是同步辐射和自由电子激光装置的关键 设 备 之一 [1-3] 。 1985 年 , 美国 伯克利 国 家实 验室 Halbach 首先利用稀土永磁研制出 Halbach 波荡器插 入件 [4], 大大缩短了插入件的周期长度。自上世纪
1.3
插入件
弯铁、扭摆器和波荡器产生三种同步辐射光[14-16], 其机制见图 4, 扭摆器和波荡器统称插入件。 图 5 为波荡器辐射波谱, 从图中可以看到, 波荡
自由电子激光是激光家族新成员 , 工作介质是 “自由的电子”, 称为自由电子激光[12], 特点是波长 和脉冲结构可灵活设计。其原理是: 当电子束与外 来种子激光同时通过波荡器时 , 电子束在波荡器磁 场作用下发生横向周期运动 , 这一运动又与外来激 光的磁分量相互作用产生轴向力 ( 称作质动力势 ), 质动力势也是周期性的, 电子在它驱动下便形成纵 向群聚的团束 , 电子束团的光辐射与种子激光相干 叠加 , 当满足共振关系及其他条件时 , 激光光场从 电子束中获取能量实现受激光放大。利用这一思想 设计的激光装置称为自由电子激光器(FEL)。 自由电子激光装置包括电子枪、加速器、波荡 器、 实验站等, 其中电子枪产生电子, 加速器使电子 加速运动, 波荡器产生相干光, 实验站供用户应用。 自由电子激光装置根据种子激光来源及波荡器分为 四种 [13] : 放大型 ( 种子激光和电子束一起进入波荡 器)、自放大(波荡器自发辐射作为种子激光)、振荡 型 (波荡器自发反射光作为种子激光 )、相干谐波型 (光学速调管替代波荡器 )。四种自由电子激光各有 优缺点 , 自放大型结构简单、波长连续可调、易实
1032
无 机 材 料 学 报
第 31 卷
80 至 90 年代, 国内外研究机构相继研制成功多种 永磁插入件, 有力推动了同步辐射、自由电子激光 等高能物理的发展。多种性能各异永磁插入件在线 运行为多项科学实验提供了有力保障。随着高技术 发展, 各类永磁 Halbach 磁路装备[5-7]也在众多领域 如雷达 / 通讯、航空 / 航天、新武器、能源、交通、 医疗等行业获得越来越广泛应用。 磁性材料[8], 特别是永磁材料 [9]是插入件磁场源, 对插入件整机综合性能有着决定性的影响。本文综 述了基于加速器的同步辐射及自由电子激光相对论 高能电子束产生电磁辐射光的原理及其在现代社会 中的应用 , 同时介绍了各种磁性材料在同步辐射及 自由电子激光插入件中的应用情况。
Abstract: The synchrotron radiation and free electron laser are electromagnetic radiation light sources which are
both generated by the relativistic electron beam. Both sources have been widely used in the national economic, scientific and technical researches, national defense and military fields. The insert device made of permanent magnet is one of the key equipments of the synchrotron radiation light source and the free electron laser facility. Magnetic properties and quality of magnetic materials especially have significant influence on magnetic field quality, magnetic field peak value, magnetic field stability and operation scheme of insert devices. This paper reviewed characteristics of synchrotron radiation and free electron laser, and their conceptual application.
何永周, 周巧根
(中国科学院 上海应用物理研究所, 上海 201204) 摘 要: 同步辐射与自由电子激光都是相对论高能电子束产生的电磁辐射光, 在国民经济、科学技术研究和国防军 事等领域中有着广泛应用。 各种永磁插入件是同步辐射光源及自由电子激光装置的关键设备之一, 磁性材料特别是 永磁体磁特性及质量对插入件的磁场品质、磁场峰值、磁场稳定性和运行方案等都有着重要影响。本文综述了同 步辐射及自由电子激光特征, 介绍了磁性材料在同步辐射及自由电子激光插入件中的应用情况。 关 键 词: 同步辐射; 自由电子激光; 永磁插入件; 磁性材料 文献标识码: A
射储存环专用机。目前世界上已建成和即将建成的 三代光源总计约 65 台。 三代光源间最主要区别是电 子束发射度 , 还有一个显著差别是插入件数量 , 插 入件较弯铁同步辐射光具有更高亮度而获得极为广 泛应用 , 插入件性能是直观表征同步辐射光源性能 优劣重要指标之一。第三代光源大量使用插入件 , 尤其是波荡器 , 使得光亮度较二代至少提高了两个 量级, 比 X 光要亮一亿倍以上。图 2 为我国上海同 步辐射光源(SSRF)布局图。 同步辐射是生命、材料、环境、物理、化学、医 药、地质等学科基础应用研究中一种最先进的不可替 代工具, 并且在电子、医药、石油、化学、生物和微 细加工等工业领域方面也具有重要应用价值。
Key words: synchrotron radiation; free electron laser; permanent magnet insert device; magnetic materials.
光源发光是由于光源中粒子如电子、原子、分 子等运动产生, 主要有三种方式: 热运动、 跃迁辐射 和带电粒子加速运动。热运动产生光是生活中最常 见的, 太阳光、 蜡烛就是很好例子, 此类光随着温度 变化会改变颜色。 跃迁辐射光是由物质粒子如分子、 原子等通过能级间跃迁产生 , 粒子自发从高能级激 发态 E2 向低能级基态 E1 跃迁, 同时辐射出频率为
收稿日期: 2016-03-28; 收到修改稿日期: 2016-05-06 基金项目: 国家自然科学基金(11175238); 上海市自然科学基金(15ZR1448000) National Natural Science Foundation of China (11175238); Natural Science Foundation of Shanghai (15ZR1448000) 作者简介: 何永周(1974–), 男, 博士, 高级工程师. E-mail: heyongzhou@
中图分类号: O57; O441; TM271
Application of Magnetic Materials in Synchrotron Radiation and Free Electron Laser
HE Yong-Zhou, ZHOU Qiao-Gen
(Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academic of Sciences, Shanghai 201204, China)
1.2
自由电子激光
1
1.1
高能加速器光源装置
同步辐射
同步辐射是速度接近光速带电粒子在磁场中沿 弧形轨道运动时放出的自发及准相干电磁辐射光 , 最初在同步加速器上观察到 , 又被称为同步辐射 (图 1)[10]。 长期以来, 同步辐射阻碍了加速器粒子能 量提高而不受欢迎 , 但人们很快发现同步辐射是从 远红外到 X 波段范围连续脉冲光源, 具有高强度、 高准直、高度极化和特性可控等优异性能 , 可用它 开展其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。 同步辐射光源是产生同步辐射光以满足研究与 应用的大科学装置 , 包括注入器、储存环和光束线 站三部分 : 注入器产生电子 , 并将电子加速到所需 额定能量 , 再引入储存环 ; 储存环保持电子以额定 能量在其中稳定回转运动并发出同步辐射光; 光束 线站将光引入相关实验站进行实验和应用[11]。自上 世纪四十年代诞生以来 , 同步辐射装置的设计建造 经历了三代 : 第一代是寄生于对撞机的兼用机 ; 第 二代是基于弯铁并带少量插入件同步辐射储存环专 用机; 第三代是主要基于各种高性能插入件同步辐
器辐射光亮度远大于弯铁和扭摆器, 扭摆器和弯铁辐 射可覆盖更加宽阔波谱范围, 波荡器辐射代表了同步 辐射最高性能,波荡器约占插入件总数的 95%以上。 插入件Halbach磁结构特点是具有磁场单边增强 效应, 较传统永磁阵列更接近于正弦磁场分布,理想 Halbach磁结构见图6, 标准结构磁力线分布见图7。 插入件又分为电磁型和永磁型 , 而永磁插入件 因众多优点占绝大多数。永磁插入件又分为纯永磁 型 PPM 和混合型 Hyb, 在这二个磁结构基础上可衍 生成APPLE、 HELIOS、 Delta等多种磁结构, 不同磁 结构可产生不同类型同步辐射光[17-18], 见图8。