近日，来自俄罗斯科学院西伯利亚分院布德克尔核物理研究所(以G.I.命名核物理研究所分支)及SKIF集体使用中心的科研团队，正致力于开发一款独特的干涉仪，用于精准测定SKIF同步辐射源的关键参数——超低发射率。SKIF在周期性同步辐射源中，凭借其独特的、历史最低的发射率特性脱颖而出。据悉，该干涉仪预计于2025年底与SKIF储存环同步投入运行。

带电粒子束SKIF的模拟图像

发射率作为循环同步辐射源电子束的核心参数，其数值越小，光源的亮度则越高。SKIF将成为全球同类装置中首个实现创纪录低发射率(75皮米-弧度)的装置，这一突破将使得最大光强度聚焦于极小的研究区域，从而实现对最小样本特性的高精度测定。

发射率的精确测量至关重要，不仅在于确认其标称参数，更在于监控与调整装置运行模式，以及诊断装置运行过程中的光束状态。鉴于发射率由储存环的磁结构决定，磁结构的任何变化均可能影响其值，因此持续监测显得尤为重要。

确定发射率需精确测量储存环中循环的带电粒子束的横向尺寸。目前，基于干涉测量法和X射线暗箱的方法在国际上已得到广泛应用。在现代同步辐射源中，干涉仪因其高精度测量光束横向尺寸的能力而被广泛采用。

“该干涉仪依据杨氏方案构建，光源(即电子束在弯曲磁体磁场中发射的同步辐射)发出的光穿过间距微小的孔，形成相干波面，进而产生由明暗带组成的特征干涉图样。通过分析这一图样，我们可以精确确定电子束的横向尺寸和强度分布。”俄罗斯科学院西伯利亚物理研究所(INP SB RAS)及SKIF集体使用中心的高级研究员维克多·多罗霍夫博士介绍道。

与此同时，暗箱技术也发挥着重要作用，它利用小孔将光束图像投射到一定距离外的探测器上，通过投影的大小和形状来确定光束的横向尺寸和亮度分布。这一装置的优势在于其无需复杂光学系统，且能提供高精度测量结果，同时以直观的形式呈现观测结果。

然而，针对此类同步辐射源设备，目前尚无统一的标准解决方案。加之SKIF的安装参数已接近现有方法的适用极限，因此其诊断方法的开发显得尤为复杂。

作为一线诊断工具，上述科研团队正在研发一款干涉仪，该设备将能够测量超小SKIF光束的横向尺寸，精度高达微米级，约为8微米(0.008毫米)。通过对比干涉仪的测量结果与储存环诊断系统的数据，特殊软件将能够计算出发射率值。

目前，该干涉仪可测量可见光和近紫外光的光束尺寸。为进一步降低发射率，科研团队正致力于研制世界上首台基于多层X射线镜的X射线干涉仪。

“为寻找一种可靠的替代方法来测量光束尺寸，我们决定尝试使用X射线干涉仪。这种方法非常独特，因为目前世界上尚无类似设备投入使用。我们正在全力研制自己的X射线干涉仪，为此将制造在软X射线范围内工作的特殊多层镜。如果研究需要更独特的模式或更低的发射率，X射线干涉仪将成为我们的未来储备。”维克托·多罗霍夫补充道。

展望未来，SKIF还将引入基于X射线针孔相机的轮廓仪，作为测量光束尺寸的替代方法，以进一步优化发射率。这将使得使用不同方法获得独立结果成为可能，为科研提供更多数据支持。

为测量SKIF储存环上的束流发射度，已分配两个通道用于弯曲磁铁同步辐射输出的束流诊断，其中一个通道将配备暗箱(长度约25米)，未来计划在第二个通道安装X射线干涉仪。这一系列举措将有力推动SKIF同步辐射源在科研领域的应用与发展。