德国汉堡附近的欧洲X射线自由电子激光设施

日前，欧洲X射线 自由电子激光 装置（XFEL）在德国汉堡大都市区正式投入使用。这一造价为12.2亿欧元的大型 激光 装置由11个欧洲国家参与研发和建设。

XFEL是世界上最大的X射线激光设施，每秒可发射多达27000个脉冲，亮度比传统的同步加速器光源亮度高出10亿倍。该装置的成功研发，开辟了全新的研究领域，有助于突破当前的科学知识界限。

位于德国汉堡附近的欧洲X射线自由电子激光设施。图片来源：英国《自然》杂志官网

X射线激光不仅可用于解开病毒和细胞原子结构之谜，而且可用于在纳米粒子中制作三维图像、记录化学反应并观察粒子内部的反应过程，有助于新药和新材料的研发。

“欧洲X射线自由电子激光”设施是世界上最大的能产生高强度短脉冲Ｘ射线的激光设施。这一大型科研项目由德国和欧洲其他11个国家（分别为丹麦、德国、法国、意大利、波兰、俄罗斯、瑞典、瑞士、斯洛伐克、西班牙和匈牙利）共同参与，2010年正式开工，预计2016年底初步建成，将建设3条直径不同的地下隧道，总长度接近6公里，总耗资大约15亿欧元，一半左右由德国出资，另一半由其它国家分担。

“欧洲X射线自由电子激光”设施建成后，能产生波长从0.1到6纳米间可调的、重复频率达每秒27000次、极高强度的飞秒（1飞秒等于千万亿分之一秒）级短脉冲X射线相干光。

实际上，全世界第一台自由电子激光FLASH也建于德国汉堡，于2004年试运行后，曾创造了波长13.5nm和6nm纳米的自由电子激光纪录，并首次得到了非晶样品的高分辨率衍射图像。相比FLASH装置，欧洲自由电子激光装置的波长不仅短了60倍，而且能量更高。