同步辐射光之所以倍受人们的重视，是与它的特点或优点相关的。概括地讲，它有以 下特点： 1.通量大、亮度高 以单位时间一能量的总光子数计的同步辐射光通量([光子s-eV]),比常规高强 度的X射线源大1个一4个数量级，但由于它集中在一个很小的立体角中，因此其亮度 (即单位源面积、单位立体角内的通量)很高，比60KW的转靶X射线源还要高出3个一6 个数量级。并且，随着加速器技术的改进，这种优势会越来越显著。高亮度的好处很多，例 如，可以大大提高信噪比SN,使低强度光源观测不到的现象能观测得到：因为亮度高很 多观测可以大大缩短时间，使普通X光源需数十小时甚至上百小时才能完成观测，用同步 辐射光只需数分甚至数秒就可完成：特别是像筋肉的快速伸缩，各类相变和化学反应以及 一些瞬间过程，没有高强度的光源是无法实时观测的：实现研究对象观测的电视屏幕实时 显现，也只有依靠高强度的光源才能显现。 2.频谱宽、连续可调 入 真空装外 员 光子能量演 图1.5同步辐射光源的能谱分布 能量达GeV(10'©V)级储存环中的电子辐射的电磁波，其波谱宽度跨及红外、紫外 软X射线、硬X射线直至Y射线，且其谱强度仅在临界波长入处有一平坦峰值，其余部分 相当平缓，供人选用，如图1.5所示。图中入，由下式给出： 入=4π9By 1.2.7) 式中，9为电子运动的轨道半径，y为电子的总能量与其静止能量之比，即： y=Elmoc2 1 1.2.8) √1-(olc) 可见，当0接近光速时，y的数值可能很大。另外，图中的。为特征光子能量，可表示为： e.=2.218×E31e 1.2.9 式中E以GeV,p以m为单位.图1.5的纵坐标单位为每秒、每1mA电子束流、上下左右 1mrad的角度域内以谱宽的1%计算的光子数。SR的波长为0.0lnm左右直到数100nm。 强度高和宽广的波段为X射线结构分析和X射线光谱学提供了强有力的手段，使其面貌 为之一新。例如，固体能带结构的精确测定，表面界面的结构及物性、原子内壳层的电离和 共振吸收以及XAFS的研究等。 6· 同步辐射光之所以倍受人们的重视，是与它的特点或优点相关的。概括地讲，它有以 下特点： １．通量大、亮度高 以单位时间 — 能量的总光子数计的同步辐射光通量（［光子 ／ｓ－ｅＶ］），比常规高强 度的Ｘ射线源大１个 ～４个数量级，但由于它集中在一个很小的立体角中，因此其亮度 （即单位源面积、单位立体角内的通量）很高，比６０ＫＷ的转靶Ｘ射线源还要高出３个 ～６ 个数量级。并且，随着加速器技术的改进，这种优势会越来越显著。高亮度的好处很多，例 如，可以大大提高信噪比Ｓ／Ｎ，使低强度光源观测不到的现象能观测得到；因为亮度高很 多观测可以大大缩短时间，使普通Ｘ光源需数十小时甚至上百小时才能完成观测，用同步 辐射光只需数分甚至数秒就可完成；特别是像筋肉的快速伸缩，各类相变和化学反应以及 一些瞬间过程，没有高强度的光源是无法实时观测的；实现研究对象观测的电视屏幕实时 显现，也只有依靠高强度的光源才能显现。 ２．频谱宽、连续可调 责澡燥贼燥灶泽辕眼·泽 皂 圆 则葬凿·皂粤·员豫 遭·憎演 硬 载射线 γ 线 员园缘 员园远 光子能量眼藻灾演 ε糟越圆源运藻灾 λ糟越园援缘魡 ε糟越源援园运藻灾 λ糟越猿援员魡 员园怨 员园员园 员园愿 员园员员 员园员圆 可 见 红 外 紫 外 员 员园 真空紫外线 软 载射线 员园猿 载射线 员园圆 员园源 图１５ 同步辐射光源的能谱分布 能量达ＧｅＶ（１０９ ｅＶ）级储存环中的电子辐射的电磁波，其波谱宽度跨及红外、紫外、 软Ｘ射线、硬Ｘ射线直至γ射线，且其谱强度仅在临界波长λｃ处有一平坦峰值，其余部分 相当平缓，供人选用，如图１５所示。图中λｃ 由下式给出： λｃ ＝４πφ／３γ３ （１２７） 式中，φ为电子运动的轨道半径，γ为电子的总能量与其静止能量之比，即： γ ＝Ｅ?ｍ０ｃ２ ＝ １ 槡１－（ｖ?ｃ）２ （１２８） 可见，当ｖ接近光速时，γ的数值可能很大。另外，图中的εｃ 为特征光子能量，可表示为： εｃ ＝２２１８×Ｅ３／φ （１２９） 式中Ｅ 以ＧｅＶ，φ以 ｍ为单位。图１．５的纵坐标单位为每秒、每１ｍＡ电子束流、上下左右 １ｍｒａｄ的角度域内以谱宽的１％ 计算的光子数。ＳＲ的波长为００１ｎｍ左右直到数１００ｎｍ。 强度高和宽广的波段为Ｘ射线结构分析和Ｘ射线光谱学提供了强有力的手段，使其面貌 为之一新。例如，固体能带结构的精确测定，表面界面的结构及物性、原子内壳层的电离和 共振吸收以及ＸＡＦＳ的研究等。 ·６·