超高亮度、超短脈沖、全相干X射線自由電子激光的出現(xiàn),為超微（10-9m）結(jié)構(gòu)與超快（10-15 s）過(guò)程探索提供了全新的視野,為物理學(xué)、材料學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的前沿性研究和基礎(chǔ)性問(wèn)題探討提供了前所未有的高性能光源和開(kāi)創(chuàng)性的研究方法。X射線自由電子激光的出現(xiàn)同時(shí)也為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析、綠色能源探索、化學(xué)反應(yīng)超快過(guò)程等熱點(diǎn)研究提供了突破性的前沿技術(shù)。自2009年美國(guó)SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室（SLAC National Accelerator Laboratory,SLAC）直線加速器相干光源（Linac Coherent Light Source,LCLS）開(kāi)放運(yùn)行以來(lái),X射線自由電子激光在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、光合反應(yīng)過(guò)程及材料內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)等重大領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展,并將在新型清潔能源材料探索、膜蛋白動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)解析、化學(xué)催化反應(yīng)過(guò)程、射線與物質(zhì)超快作用過(guò)程等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)重大突破,為超快、超微背景下解決能源、材料、物理、化學(xué)以及生物學(xué)中未曾預(yù)見(jiàn)的基礎(chǔ)性問(wèn)題提供了無(wú)限可能。世界多個(gè)國(guó)家和組織均在X射線自由電子激光裝置上快速布局,迅速搶占科技先機(jī)。目前,已經(jīng)建成并運(yùn)行的X射線自由電... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１光源峰值亮度的變迀??２??

原子－分子及光學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地質(zhì)學(xué)及地球科學(xué)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有??重要的應(yīng)用。同時(shí)，在以下熱點(diǎn)問(wèn)題上具備巨大的應(yīng)用前景和無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)，??在熱點(diǎn)研究領(lǐng)域的應(yīng)用見(jiàn)圖如圖１－４所示：??（１）

６３－１１０］，我們不難發(fā)現(xiàn)，基于同步輻射光源的相干衍射成像技術(shù)聚焦在研究對(duì)象??形貌與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的獲取與相位恢復(fù)、算法等層面，主要是技術(shù)與實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)展，??解決實(shí)際科學(xué)問(wèn)題的能力有待進(jìn)一步發(fā)展。詞云的分析結(jié)果如圖１－５所示。??隨著前沿技術(shù)及交叉學(xué)科的發(fā)展，基礎(chǔ)研宄對(duì)成像的應(yīng)用提出了更高的要求。??成像的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)從二維過(guò)渡到三維，形貌延伸到功能，靜態(tài)升級(jí)到動(dòng)態(tài)，單??尺度拓展到多尺度，單模式映射到多模態(tài)的全新階段。對(duì)相干衍射成像技術(shù)而言，??由于光通量、衍射效率、噪音及探測(cè)器限制，其分辨率難以突破１?ｎｍ［８９，?１０９，１１１］。??對(duì)于生物研宄對(duì)象則更為苛刻，輻射劑量的限制使得其冷凍干燥條件下的理論最??高分辨率約為１０?ｎｍ［８６］。在分辨率受限于實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)的事實(shí)下，相干衍射??成像功能性及后續(xù)的多模態(tài)跨尺度應(yīng)用無(wú)法得到保障。因此，對(duì)新型成像技術(shù)或??基于新型光源成像方法的需求愈發(fā)急切。??１３??


本文編號(hào)：3041900