在深圳光明科學城，一座形似長劍的銀色建築正蓄勢待發，靜待“出鞘”。

這就是被央視《新聞聯播》稱為(wei) “超級光劍”的深圳自由電子激光裝置，建成後，這座國之重器將以每秒百萬(wan) 次脈衝(chong) 的X射線激光，開啟人類觀測微觀世界的“超清模式”。

深圳自由電子激光裝置全稱叫深圳中能高重複頻率X射線自由電子激光，是深圳光明科學城重大科技創新載體(ti) ，也是全國第一台由地方主導投資建設的先進光源大科學裝置，這個(ge) 裝置是目前全球僅(jin) 有的3個(ge) 重複頻率達一百萬(wan) 赫茲(zi) 的自由電子激光項目。

從(cong) 2024年7月獲批至今，這個(ge) 總投資114億(yi) 元的“科技之劍”已吸引全球頂尖科學家匯聚，與(yu) 上海硬X射線裝置形成“雙子星”格局，更與(yu) 鬆山湖科學城攜手構建大灣區創新共同體(ti) 。

未來，它的每一道光束，都在叩擊著新材料研發周期減半、生物醫藥研發效率躍升的產(chan) 業(ye) 變革之門。

從(cong) 外觀上看，深圳自由電子激光裝置猶如一把蓄勢待發的 “超級光劍”。

據設計方介紹，建築設計靈感源自 “昆吾劍切玉如泥” 的傳(chuan) 說，整體(ti) 呈竹筍拔節狀向上生長，屋頂線條恰似寶劍出鞘，將建築美學與(yu) 科研功能完美融合，盡顯科技鋒芒。

該裝置於(yu) 2024年7月可行性研究報告獲正式批複，項目總投資114億(yi) 元，總建築麵積超35萬(wan) 平方米，規模宏大。目前各項建設工作正緊鑼密鼓地推進。

它基於(yu) 直線型超導加速器，是全新一代 X 射線相幹光源大科學裝置。全球僅(jin) 中國和美國布局建設該類型裝置，深圳自由電子激光裝置將成為(wei) 全球三台高重頻自由電子激光裝置之一，且是唯一一台優(you) 勢波段位於(yu) 極紫外至軟 X 射線波段的同類型裝置。

據介紹，建設這樣的大科學裝置麵臨(lin) 著諸多挑戰。在技術層麵，需攻克高重複頻率、高亮度 X 射線自由電子激光產(chan) 生的難題，對超導加速器、光束線等關(guan) 鍵技術要求極高。

例如，超導低溫技術中心需確保超導加速器在極低溫度下穩定運行，以實現電子的高速加速；超快激光技術中心要提供超短脈衝(chong) 、高能量的激光，用於(yu) 電子束的調製。

此外，工程建設方麵，要保證超長跨度、超高精度的建築施工，滿足裝置對穩定性、防震等嚴(yan) 格要求，每一個(ge) 環節都不容有失。

作為(wei) 深圳首個(ge) 通過國家發改委“窗口指導”的大科學裝置，其2024年7月獲批可研報告後，深光院（深圳先進光源研究院）迅速組建八大技術中心，從(cong) 加速器技術到超快激光係統，全力攻克超高精度設備研製與(yu) 複雜係統集成難題。

目前裝置初步設計及概算正在優(you) 化，預先研究與(yu) 實驗條件建設同步推進，這座被列入2025年深圳市重大項目的“科技光劍”，正朝著照亮微觀宇宙的目標穩步進發。

作為(wei) 全球僅(jin) 有的三台高重頻自由電子激光項目之一，深圳自由電子激光裝置不僅(jin) 能夠發出世界上最亮的軟X射線和極紫外光，還將與(yu) 規劃中的同步輻射裝置“交相輝映”，為(wei) 材料科學、生命科學等領域提供革命性的研究手段。

它的建成將極大助力物質科學領域的原始創新，並為(wei) 培養(yang) 拔尖創新人才、匯聚全球頂尖人才提供重要平台，成為(wei) 推動粵港澳大灣區乃至全國科技進步的重要力量。

深圳自由電子激光的核心突破在於(yu) 其時空分辨率的顛覆性提升。傳(chuan) 統同步輻射光源如同照相機，隻能捕捉分子靜態瞬間；而這台裝置則以每秒百萬(wan) 次的高頻脈衝(chong) ，形成亮度超太陽百億(yi) 倍的極紫外與(yu) 軟X射線激光束，相當於(yu) 一台超高速攝影機。它能實時追蹤化學鍵斷裂、蛋白質折疊等原子尺度的飛秒級動態過程，將微觀研究帶入“分子電影”時代。

獨特波段設計使其成為(wei) 不可替代的科研利器。相比上海SHINE聚焦硬X射線，深圳裝置的優(you) 勢波段（極紫外-軟X射線）對輕元素更為(wei) 敏感，特別適用於(yu) 觀測有機分子、生物組織及催化劑表麵反應。中科院院士楊學明指出，該裝置將引領新一代信息技術、生物醫藥、能源催化等領域的原始創新，為(wei) 破解“卡脖子”技術提供全新視角。其光束線站設計可同時服務多學科實驗，如同一座永不落幕的微觀世界“觀測站”。

這把“科技光劍”的鋒芒將賦能產(chan) 業(ye) 前沿。在生物醫藥領域，它能解析病毒入侵細胞的瞬間機製，加速靶向藥物設計；在新材料研發中，可實時觀察電池充放電過程的離子運動，推動儲(chu) 能材料突破。

目前，深光院已與(yu) 多家高新技術企業(ye) 共建聯合實驗室，在高端科學儀(yi) 器、紅外激光3D打印、氫能催化劑等領域開展橫向攻關(guan) ，實踐科技成果“沿途下蛋”。

這個(ge) 裝置的戰略價(jia) 值更輻射整個(ge) 大灣區。作為(wei) 粵港澳綜合性國家科學中心的核心設施，該裝置與(yu) 東(dong) 莞散裂中子源形成“雙子星”互補。

據相關(guan) 負責人介紹，它將滿足芯片製造、精準醫療等產(chan) 業(ye) 的升級需求，推動大灣區形成高新技術集群。南科大同步建設的材料基因組大科學裝置，正通過激光3D打印、非晶陶瓷等技術與(yu) 深圳“20+8”產(chan) 業(ye) 集群對接，雙裝置協同有望將新材料研發周期與(yu) 成本雙雙減半。

值得一的是，深圳自由電子激光裝置是光明科學城創新版圖的一塊拚圖。

“十四五”期間，深圳市在光明科學城這片99平方公裏的熱土上，布設了一係列重大科技創新載體(ti) ：數學科學軸上，布設了“鵬城雲(yun) 腦Ⅲ”、國家超級計算深圳中心（二期）等；物質科學軸上，落子了深圳中能高重複頻率X射線自由電子激光裝置和材料基因組重大科技基礎設施、特殊環境材料器件科學與(yu) 應用研究設施；生命科學軸上，布局了腦解析與(yu) 腦模擬重大科技基礎設施、合成生物研究重大科技基礎設施、光明科學城P3實驗室。

目前，合成生物研究、腦解析與(yu) 腦模擬、材料基因組三大科學設施已建成啟用，其他設施也正加快建設。

隨著一係列重大科技創新載體(ti) 的布局和頂尖人才的不斷湧入，光明科學城正逐漸成為(wei) 世界級科學中心的核心承載區。通過教育、科技、人才的一體(ti) 化發展，光明科學城不僅(jin) 匯聚了一批批國內(nei) 外頂尖科學家，還通過深化跨區域、跨機構、跨學科的合作，探索出了大灣區科技自立自強的“光明實踐”。

在通往科技強國的道路上，“深圳光劍”即將出鞘，將以無盡的光芒照亮著中國基礎研究的創新之路，為(wei) 粵港澳大灣區建設國際科技創新中心提供堅實支撐。