近日，中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所自由電子激光團(tuán)隊于完成了一項新的自由電子激光實驗，在上海深紫外自由電子激光裝置（SDUV-FEL）上，利用相對論電子束團(tuán)在溝槽金屬結(jié)構(gòu)中激起的尾場，對電子束縱向相空間的非線性進(jìn)行了補償，并成功實現(xiàn)了自由電子激光輻射光譜的操控和改善。 (*\y  
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　　作為第四代先進(jìn)光源，自由電子激光由高亮度電子束團(tuán)驅(qū)動，然而由于微波電場加速和束團(tuán)長度壓縮，直線加速器產(chǎn)生的電子能量在束團(tuán)縱向尺度上不可避免地呈非均勻分布。電子束團(tuán)的這種不均勻性，將減緩自由電子激光增益，并破壞其縱向相干性。因此在短波長自由電子激光裝置中，人們提出了偏峰加速和高次諧波結(jié)構(gòu)兩種方法，來分別補償電子束團(tuán)縱向相空間的線性和非線性變化。 bb$1zSA  
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　　2012年，美國SLAC實驗室的K.Bane和G.Stupakov提出了金屬溝槽結(jié)構(gòu)補償電子束團(tuán)能量的概念（Nucl.Instr.Meth.A690(2012)106），束流在經(jīng)過溝槽結(jié)構(gòu)時激起尾波場，可以補償電子束團(tuán)縱向相空間的線性耦合。相對于其他方法，溝槽結(jié)構(gòu)由于其簡單、被動性、高性價比等特點，得到了國際加速器界的高度關(guān)注。2013年，美國SLAC和LBNL實驗室的科學(xué)家通力合作，在韓國PAL實驗室70Mev直線加速器上，成功地利用溝槽結(jié)構(gòu)補償了電子束團(tuán)縱向相空間的線性耦合（Phys.Rev.Lett.112(2014)034801）。 "e/"$z'ca  
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　　2012年，上海應(yīng)用物理研究所自由電子激光團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，通過匹配金屬溝槽結(jié)構(gòu)參數(shù)，也能補償電子束團(tuán)縱向相空間的非線性耦合（QiangGuetal.,ProceedingsofLINAC2012,Tel-Aviv,Israel,525-527）。2013年，自由電子激光團(tuán)隊提出在SDUV-FEL開展電子束團(tuán)非線性補償?shù)膶嶒灧桨�，并�?jīng)過一年的努力，將金屬溝槽真空腔等硬件集成到了SDUV-FEL。2014年04月，經(jīng)過精心調(diào)試，研究人員利用金屬溝槽結(jié)構(gòu)，成功地補償了電子束團(tuán)縱向相空間的非線性耦合，同時完成了自由電子激光輻射光譜改善和電子束團(tuán)能散降低的測量。這是國際上首次將金屬溝槽結(jié)構(gòu)運行在自由電子激光裝置中。 Bf" ZmG9  
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　　金屬溝槽結(jié)構(gòu)在SDUV-FEL的成功實驗運行，對當(dāng)前及未來自由電子激光等大科學(xué)裝置的發(fā)展具有重要的實際意義并且產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。目前，國際上，美國SLAC實驗室已經(jīng)準(zhǔn)備將金屬溝槽結(jié)構(gòu)應(yīng)用到其X射線FEL用戶裝置中；在國內(nèi)，金屬溝槽結(jié)構(gòu)有望在建設(shè)中的大連相干光源、上海軟X射線自由電子激光、上海交通大學(xué)超快電子透鏡等裝置中得到應(yīng)用。