中科院上海光机所近日在小型化自由电子激光器领域获得重大突破，使小型化自由电子激光器首次完成“发光”，研究团队最终设计出“新一代超强超短激光综合实验装置”，将自由电子激光装置由公里级缩小为目前十米级。该成果已于 7 月 21 日作为《自然》封面文章发表。

近日，中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室利用超强超短激光装置，首次实现了基于激光加速器的小型化自由电子激光放大输入、输出。促进了物理、化学、材料、医学等学科的发展。

据介绍，研究人员通过显著提升激光尾波场加速的电子束品质，并结合创新设计的紧凑型束流传输与辐射系统完成了这次试验，创造出来的激光波长 27 纳米，最短激光波长可达 10 纳米级，单脉冲能量可达 100 纳焦级。

自由电子激光是实现 X 射线波段高亮度相干光源的迄今最佳技术途径，X 射线自由电子激光可用于探测物质内部动态结构和研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程，促进了物理、化学、结构生物学、医学、材料、能源、环境等多学科发展。

研制小型化、低成本的 X 射线自由电子激光，成为其重要的发展方向，对于拓展应用和产生变革型技术都极其重要。

研究团队设计出“新一代超强超短激光综合实验装置”，将自由电子激光装置由公里级缩小为目前十米级。