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)性問題探討提供了前所未有的高性能光源和開創(chuàng)性的研究方法。X射線自由電子激光的出現(xiàn)同時也為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析、綠色能源探索、化學(xué)反應(yīng)超快過程等熱點研究提供了突破性的前沿技術(shù)。自2009年美國SLAC國家加速器實驗室（SLAC National Accelerator Laboratory,SLAC）直線加速器相干光源（Linac Coherent Light Source,LCLS）開放運行以來,X射線自由電子激光在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、光合反應(yīng)過程及材料內(nèi)部電子的運動等重大領(lǐng)域取得了突破性的進展,并將在新型清潔能源材料探索、膜蛋白動態(tài)結(jié)構(gòu)解析、化學(xué)催化反應(yīng)過程、射線與物質(zhì)超快作用過程等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域開創(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)見的基礎(chǔ)性問題提供了無限可能。世界多個國家和組織均在X射線自由電子激光裝置上快速布局,迅速搶占科技先機。目前,已經(jīng)建成并運行的X射線自由電... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：235 頁

【學(xué)位級別】：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，在以下熱點問題上具備巨大的應(yīng)用前景和無可替代的優(yōu)勢，??在熱點研究領(lǐng)域的應(yīng)用見圖如圖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)與實驗方法的發(fā)展，??解決實際科學(xué)問題的能力有待進一步發(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)研宄對成像的應(yīng)用提出了更高的要求。??成像的發(fā)展趨勢已經(jīng)從二維過渡到三維，形貌延伸到功能，靜態(tài)升級到動態(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、噪音及探測器限制，其分辨率難以突破１?ｎｍ［８９，?１０９，１１１］。??對于生物研宄對象則更為苛刻，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］。在分辨率受限于實驗方法與技術(shù)的事實下，相干衍射??成像功能性及后續(xù)的多模態(tài)跨尺度應(yīng)用無法得到保障。因此，對新型成像技術(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：3041900