同步輻射與(yu) 激光結合的實驗主要為(wei) 所謂的雙色類型試驗，即某一波長的激光(或同步輻射)光子激發樣品後由另一波長的同步輻射(或激光)光子進行探測.由於(yu) 激光和同步輻射都是脈衝(chong) 光源，實驗要求將激光與(yu) 同步輻射進行同步化。

　　同步輻射光的脈衝(chong) 性質是由電子儲(chu) 存環中電子的束結構所決(jue) 定的.對於(yu) 單一電子束運轉情況，脈衝(chong) 周期t由電子儲(chu) 存環周長L可以估算出：t=L/c，其中c為(wei) 光速.在大多數第三代同步輻射裝置上，由於(yu) 高輻射亮度要求多電子束運轉，這時同步輻射光脈衝(chong) 周期t相應地縮短n倍(n為(wei) 電子束數).目前同步輻射光源的典型脈寬是幾十皮秒，多束轉運脈衝(chong) 周期多為(wei) 幾個(ge) 納秒，占空因子Δt/t約為(wei) 10-2—10-3.如果使用一個(ge) 連續激光光源，一般希望同步輻射的電子存儲(chu) 環內(nei) 注入較多的電子束運轉，使同步輻射光源的重複工作頻率盡可能地提高，以產(chan) 生大的占空因子Δt/t和連續激光相適應.在脈衝(chong) 激光的情況下，激光脈衝(chong) 和同步輻射光脈衝(chong) 的同步是非常關(guan) 鍵的.對於(yu) 像鎖模激光器或者飛秒激光振蕩器這類工作在高重複率(典型重複率是80MHz)的激光器而言，它的輸出光脈衝(chong) 與(yu) 高重複頻率的同步輻射光脈衝(chong) 可能產(chan) 生部分重疊，即發生偶然同步，滿足某些實驗要求.如果同步輻射光源與(yu) 一個(ge) 低重複的激光光源(如準分子激光器或Nd∶YAG激光器)相結合，則需要嚴(yan) 格的脈衝(chong) 同步化以提高實驗效率.脈衝(chong) 同步化的時間基準通常取自同步輻射裝置中用於(yu) 補充電子束能量的射頻源.射頻源的時間信號往往需要通過一個(ge) 電子學分頻器分頻後作為(wei) 脈衝(chong) 信號輸出，觸發激光器振蕩.這時同步輻射光脈衝(chong) 重複頻率與(yu) 激光脈衝(chong) 頻率恰為(wei) 整數倍，使得某些同步輻射的光脈衝(chong) 完全和激光脈衝(chong) 發生重疊.由於(yu) 同步輻射電子束注入運轉一定時間後電子束發散度的變化會(hui) 帶來同步輻射光脈衝(chong) 結構的變化，實際在實驗上還需進一步監測兩(liang) 個(ge) 脈衝(chong) 的時間、空間重疊情況.並且為(wei) 了提高信噪比，測量電子學係統也往往采用時間門電子學計數技術，扣除各種背景噪音。

　　同步輻射與(yu) 激光相結合可以應用在光電子能譜、質譜、吸收、發光光譜等譜學中.結合同步輻射和激光的雙色實驗具有一些其他方法不能比擬的優(you) 點.例如，兩(liang) 光子可以達到很寬的激光能量範圍，產(chan) 生與(yu) 單光子過程完全不同的終態，進而大大擴展了以往的實驗研究範圍和補充了單一光源的單光子過程所能得到的信息.另外，由於(yu) 雙色實驗基本上是一個(ge) 兩(liang) 步過程，使用的光源都是脈衝(chong) 的，如果同步兩(liang) 個(ge) 光源並改變兩(liang) 個(ge) 光脈衝(chong) 的相對時間延遲，則可以進行時間分辨激發態過程的研究。

　　早期研究主要是氣態或固態樣品雙色光子產(chan) 生的吸收譜測量。第一個(ge) 利用同步輻射和激光結合的實驗是1980年Saile在德國漢堡同步輻射裝置(DORIS)上完成的。Saile通過測量同步輻射激發吸附在金屬表麵的Kr原子的激子態，並用N2激光器光脈衝(chong) 電離所產(chan) 生的光電子產(chan) 額，研究稀有氣體(ti) 固體(ti) Kr的激子結構及其弛豫過程.由於(yu) 選擇定則的不同，這一實驗觀察到了多個(ge) 新的激子態.這種雙色實驗也可以通過虛中間態共振實現.由於(yu) 同步輻射的光子能量很高，這種結合技術特別適用於(yu) 研究像KI,KCl,NaCl和BaF2等一類寬帶隙的介電體(ti) 的電子結構.此外，這一方法還被應用在研究高能光子在晶體(ti) 中產(chan) 生的色心、有機染料分子的瞬態弛豫，等等。

　　同步輻射與(yu) 激光結合在原子分子激發態結構、特性和動力學的研究中有著廣泛的應用.對於(yu) 自由原子分子，利用激光優(you) 異的偏振、光譜分辨和可調諧性能，可以實現原子分子的態選擇激發或特定瞬態產(chan) 物的產(chan) 生，然後利用同步輻射的高能光子將其電離.這種泵浦-探測(pump-probe)實驗可以提供豐(feng) 富的高分辨的態選擇信息。

　　激光與(yu) 同步輻射相結合發展成為(wei) 一個(ge) 新的研究技術，進一步的應用仍在開拓。