X射线自由电子激光单颗粒成像研究与实验站概念设计

发布时间：2021-02-20 00:02

　　超高亮度、超短脉冲、全相干X射线自由电子激光的出现,为超微（10-9m）结构与超快（10-15 s）过程探索提供了全新的视野,为物理学、材料学、生命科学、地球科学及环境科学等领域的前沿性研究和基础性问题探讨提供了前所未有的高性能光源和开创性的研究方法。X射线自由电子激光的出现同时也为蛋白质结构解析、绿色能源探索、化学反应超快过程等热点研究提供了突破性的前沿技术。自2009年美国SLAC国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory,SLAC）直线加速器相干光源（Linac Coherent Light Source,LCLS）开放运行以来,X射线自由电子激光在结构生物学、光合反应过程及材料内部电子的运动等重大领域取得了突破性的进展,并将在新型清洁能源材料探索、膜蛋白动态结构解析、化学催化反应过程、射线与物质超快作用过程等基础研究领域开创重大突破,为超快、超微背景下解决能源、材料、物理、化学以及生物学中未曾预见的基础性问题提供了无限可能。世界多个国家和组织均在X射线自由电子激光装置上快速布局,迅速抢占科技先机。目前,已经建成并运行的X射线自由电... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：235 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１光源峰值亮度的变迀??２??

原子－分子及光学、环境科学、地质学及地球科学、生命科学与医学等领域具有??重要的应用。同时，在以下热点问题上具备巨大的应用前景和无可替代的优势，??在热点研究领域的应用见图如图１－４所示：??（１）

６３－１１０］，我们不难发现，基于同步辐射光源的相干衍射成像技术聚焦在研究对象??形貌与内部结构的获取与相位恢复、算法等层面，主要是技术与实验方法的发展，??解决实际科学问题的能力有待进一步发展。词云的分析结果如图１－５所示。??随着前沿技术及交叉学科的发展，基础研宄对成像的应用提出了更高的要求。??成像的发展趋势已经从二维过渡到三维，形貌延伸到功能，静态升级到动态，单??尺度拓展到多尺度，单模式映射到多模态的全新阶段。对相干衍射成像技术而言，??由于光通量、衍射效率、噪音及探测器限制，其分辨率难以突破１?ｎｍ［８９，?１０９，１１１］。??对于生物研宄对象则更为苛刻，辐射剂量的限制使得其冷冻干燥条件下的理论最??高分辨率约为１０?ｎｍ［８６］。在分辨率受限于实验方法与技术的事实下，相干衍射??成像功能性及后续的多模态跨尺度应用无法得到保障。因此，对新型成像技术或??基于新型光源成像方法的需求愈发急切。??１３??


本文编号：3041900