速度接近光速的帶電粒子在磁場中作圓周運動時，會沿著偏轉軌道切線方向發(fā)射連續(xù)譜的電磁波。1947年人類在電子同步加速器上首次觀測到這種電磁波，并稱其為同步輻射，后來又稱為同步輻射光。同步輻射最初是作為電子同步加速器的有害物而加以研究的，后來成為一種從紅外到硬X射線范圍內有著廣泛應用的高性能光源。同步輻射光源是開展凝聚態(tài)物理、材料科學、生命科學、資源環(huán)境及微電子技術等多學科交叉前沿研究的重要平臺。

　　激光等離子體光屬于價格便宜、易于操作的光源，可以用于X射線顯微術，象電子掃描顯微鏡一樣作為實驗室的常規(guī)分析工具。其基本原理是：當高強度(1014～1015 W/cm2)激光脈沖聚焦打在固體靶上時，靶的表面迅速離化形成高溫高密度的等離子體，進而發(fā)射X射線。它是一種具有足夠輻射強度的獨立點光源，所用泵浦激光器主要有Nd:YAG，釹玻璃和KrF等。X射線發(fā)射與靶材料有關，由于濺射殘屑可能損傷和污染光學系統和樣品，若用氣體靶代替固體靶可以避免殘屑問題。因此，需要進一步研究開發(fā)有效的、高重復頻率工作的、不產生殘屑的激光等離子體X射線光源。

　　擁有近70條光束線的美國阿貢實驗室同步輻射光源

　　同步輻射光源的主體是電子儲存環(huán)，30多年來已經歷了三代的發(fā)展。第一代同步輻射光源的電子儲存環(huán)是為高能物理實驗而設計的，只是“寄生”地利用從偏轉磁鐵引出的同步輻射光，故又稱“兼用光源”；第二代同步輻射光源的電子儲存環(huán)則是專門為使用同步輻射光而設計的，主要從偏轉磁鐵引出同步輻射光；第三代同步輻射光源的電子儲存環(huán)對電子束發(fā)射度和大量使用插入件進行了優(yōu)化設計，使電子束發(fā)射度比第二代小得多，同步輻射光的亮度大大提高，如加入波蕩器等插入件可引出高亮度、部分相干的準單色光。

　　同步輻射光具有頻譜寬且連續(xù)可調（具有從遠紅外、可見光、紫外直到X射線范圍內的連續(xù)光譜）、亮度高（第三代同步輻射光源的X射線亮度是X光機的上億倍）、高準直度、高偏振性、高純凈性、窄脈沖、精確度高以及高穩(wěn)定性、高通量、微束徑、準相干等獨特的性能。

　　設計有30個光引出口的英國DIAMOND同步輻射光源

　　世界上有近40臺同步輻射光源正在運行，還有幾十臺在設計、建造中。我國的北京同步輻射裝置（BSRF）、合肥中國科技大學同步輻射裝置（NSRL）和臺灣新竹的同步輻射裝置（SRRC）分別屬于第一、第二和第三代光源，正在建造的上海光源（SSRF）屬第三代光源。

　　SSRF平面圖

　　建在BSRF的我國大陸第一條中能X射線雙晶單色器光束線，該光束線用于中等能區(qū)X射線范圍（1.2keV-6.0keV）的計量學、探測器標定、光學元件性能測試及吸收譜學等方面的研究，具有重要的科學意義

　　北京同步輻射裝置4W1A光束線形貌學實驗站上能量為24keV的X射線拍攝的肝樣品圖像