张江光子科学又增加了一个“共性”，他们能做什么?

人类的发展离不开对“光”的利用和开发。当我们谈到“光”时，我们通常指的是可见光。其实，“光”是一个非常大的家族，根据长度的不同，可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、真空紫外光、软x射线、硬x射线和γ (γ)射线。要探测宇宙，你可以使用无线电波;追踪飞机，你可以使用微波(雷达);要“看到”诸如病毒、蛋白质分子甚至金属原子等微观物体，必须选择类似大小或更短波长的光束来探索未知的微观世界。

7月29日，中科院上海光学精密机械研究所副所长冷雨新透露，今年，上海超超短激光实验装置(又称“西河激光装置”)已初步投入使用，与中南大学广丰多尺度科学研究所及相关研究团队完成物理实验;质子加速、电子加速、高亮度等离子体高次谐波、阿秒脉冲产生等实验正在进行中。

此后，张江形成了以上海光源、国家蛋白质科学研究基地(上海)、x射线自由电子激光基地、超短激光实验基地等为核心的光子科学设施集群。

5年后，它已初步开放

西河激光设备项目于201年4月获批，2011年20月开工建设，2020年28日验收合格。本项目为重大科技基础设施项目，在“十三五”期间完成了立项、施工、验收全过程。

在项目建设期间，于2017年10月24日为http://www.zhucesz.com/配瓦激光放大器输出，世界上首次实现能量级超过300焦耳的宽带激光放大器输出，宽度21飞秒后脉冲压缩。

2019年12月7日，该设备获得了中心波长为800 nm的激光器，输出能量为404焦耳，重复频率为3分钟/次(比协议指标高40倍)，压缩后的脉冲宽度度http://www.zhucesz.com/，平均峰值功率http://www.zhucesz.com/上瓦(最高峰值功率http://www.zhucesz.com/上瓦)结果，再次打破世界纪录。

同时，依托该项目，上海光学机械研究所成功研制出世界上直径最大的钛蓝宝石晶体等核心器件。

2020年12月28日，西和激光装置项目由国家发改委和上海市政府共同支持。这是上海首批建设具有全球影响力的科技创新中心和世界级重大科技基础设施集群的重大项目之一。也是国家张江综合科学中心的核心平台之一。

“‘西河’激光设备为科学家提供了全面和极端的物理条件，有望在基础物理、材料科学、生命科学、国防和相关工业领域产生一些创新成果。”冷雨鑫介绍。

上海超短激光实验设备主要包括:拥有3个用户实验终端，包括极端条件材料科学、超快亚原子物理、超快化学和大分子动力学研究平台。研究支持设施和数据中心;实验设施。

据悉，中国科学院上海光学机械研究所对激光运行状态进行了优化，对激光系统的关键参数和性能进行了测量和确认;并形成了初步的运行模式，组建了运行和物理团队，建立了《用户管理办法》、《用户委员会工作办法》、《公开指南》等规章制度，确定用户委员会名单。

“未来，西河激光设备将向国内外高校、研究机构和企业开放，提供先进的材料和生命科学研究手段。”冷雨新介绍说，该项目为建设100兆瓦超短激光系统提供了重要的技术和人才储备，并将成为张江光子的国家综合科学中心是大型科学装置集群的重要组成部分。

光子科学集群能做什么?

张江国家科学中心的大型科研设施群为什么集中在光子领域?由于这里的科学家使用x射线光子，不仅可以探测和研究物质的各种性质，而且可以使用各种能量的光子，在分子水平上实现功能动态分析和控制。

激光干涉仪引力波天文台(LIGO)是利用激光干涉仪来探测深空引力波的大型研究仪器。美国能源部依托阿贡先进光源等3台同步辐射设备，解决了能源、材料和生物领域的许多前沿科学问题和关键技术。

从国际上先进的经验来看，包括CERN在内的大型科研机构拥有两种以上的光子设备，可以满足许多领域不同的研究需求，更重要的是，可以产生新的研究方法。

数据显示，自2009年5月开业以来，在过去的12年里，上海光源每年提供的照明时间约为5500小时。用户已经发表了5000多篇期刊论文，其中130篇发表在《科学》、《自然》和《细胞》这三种国际顶级期刊上。在结构生物学、凝聚态物理、化学、材料科学、环境与医学等领域取得了重要的研究成果。其中9项入选中国十大科技进步新闻，5项入选中国十大科技进步新闻。

上海光源在开业前的十年间，只有99种蛋白质晶体结构被国产器件解决。上海光源运营开放十年后，L17U分辨率蛋白质晶体结构达到3598个，成为全球130个类似线路站分辨率最高的蛋白质晶体结构。

BL17U1实验站，上海光源生物大分子结晶线站

上海光源生物大分子晶体束流站是这里的星线站。该站的多项成果中包括新型冠状病毒关键蛋白结构解决方案分析、旧药晶体筛选及病毒抗体研究。

新型冠状病毒感染进入人体细胞的最关键步骤是其S蛋白与人受体血管紧张素转换酶ACE2蛋白结合。上海光源生物分子晶体学工作站对新型冠状病毒蛋白受体结合区和人受体ACE2复合体结构进行了分析，通过分子相互作用揭示了新型冠状病毒的入侵机制。同时，对新型冠状病毒主蛋白酶Mpro的高分辨率晶体结构进行分析，并基于该结构进行药物筛选。

上海光源一旦投入结构生物学领域使用，结构就发生了变化，我国主要依靠国外同步辐射生物学家曾经的装置进行前沿研究，支持用户用禽流感、埃博拉病毒、村镇卡等流感病毒蛋白结构和功能的相关研究取得了一批在国际上有影响的重要成果。

“x射线自由电子激光器是‘探测超小结构、捕捉超快过程、理解复杂系统’的最尖端的研究工具之一。”刘Bo,上海光源科学中心副主任和行政副经理的软x射线自由电子激光用户设备(SXFEL)说,“SXFEL设备可用于活细胞成像的结构和功能在生命科学中,非晶的材料的性质和相变机制在材料科学,超快化学反应动力学过程在能源科学中，以及物理科学中超导电子结构动力学过程等领域的具体科研工作提供了有效的手段。”

不难想象，上海可以建设一个世界级的光子科学设施集群，既可以聚焦世界科技前沿，探索科学的未知，又可以聚焦国家战略和重大需求，以蓬勃的科学创造力更好地促进产业经济发展。再去嘉好顺看看