同步光源之現況與未來願景 - 國科會物理研究推動中心
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同 步 光 源 之 現 況 與 未 來 願 景<br />
黃 迪 靖<br />
NSRRC, Taiwan<br />
第 十 二 屆 物 理 新 進 人 員 及 研 究 推 動 研 討 會<br />
2012/10/13<br />
1
How does synchrotron radiation source work?<br />
a) b)<br />
B<br />
N<br />
N<br />
Synchrotron<br />
Radiation<br />
S<br />
electron<br />
s<br />
-1<br />
Angular distribution of the radiation emitted by<br />
an electron moving along a circular obit<br />
(dashed line) at a speed (a) much smaller<br />
than and (b) close to the speed of light.<br />
Relativistic Theory<br />
E mc 2 m 0<br />
c 2<br />
<br />
1<br />
2<br />
1<br />
<br />
<br />
v<br />
c<br />
E e = 1.5 GeV,<br />
-1 = 0.00034 = 0.34 mrad<br />
= 1.5×10 9 / 0.511×10 6 = 2935.4
Angular distribution of synchrotron radiation emitted from various magnets<br />
e - trajectory in an ID<br />
u<br />
K 10<br />
K 1<br />
K = max. / -1<br />
bending<br />
magnet wiggler undulator<br />
1/<br />
1/<br />
K/<br />
1<br />
<br />
N
Synchrotron
Brilliance <br />
photons /seccond<br />
(mrad) 2 (mm 2 source area)(0.1%bandwidth)<br />
inversely proportional to the source size<br />
and the X-ray beam divergence.<br />
emittance<br />
x<br />
x<br />
y<br />
y<br />
<br />
x<br />
<br />
y
Unique Features of Synchrotron Light Source<br />
•High intensity<br />
•Continuous spectrum<br />
•Excellent collimation<br />
•High polarization<br />
•Pulsed‐time structure
World Map of Synchrotron Facilities<br />
CLS<br />
CHESS<br />
SRC<br />
SSRL/LCLS<br />
APS NSLS<br />
ALS<br />
CAMD<br />
European XFEL<br />
Diamond MAX-Lab<br />
DESY<br />
Soleil BESSY<br />
ESRF<br />
SLS<br />
ALBA Elettra<br />
NSRL PAL<br />
SSRF<br />
NSRRC<br />
SLRI<br />
PF, KEK<br />
SPrin<br />
SSLS<br />
LNLS<br />
62 Facilities<br />
~
X-rays<br />
photoemission<br />
reflection<br />
Fluorescence<br />
x-ray absorption<br />
inelastic X-<br />
ray<br />
scattering<br />
defect<br />
Spectroscopy<br />
Structure<br />
X-ray imaging<br />
Spectromicroscopy<br />
X-ray diffraction/scattering<br />
small-angle X-<br />
ray scattering
National Synchrotron Radiation Research Center, Taiwan<br />
1.5 GeV<br />
Taiwan Light Source<br />
1<br />
3
24A WR‐SGM<br />
23A SAXS<br />
21B CGM (ARPES)<br />
21A White Light<br />
20A H‐SGM<br />
19A Lithography<br />
18B LIGA<br />
17C EXAFS<br />
17B Scattering<br />
17A Powder XRD<br />
16A Tender X‐ray<br />
15A PX drug design<br />
Taiwan Light Source<br />
1.5 GeV, 300 mA,<br />
Top‐up<br />
Superconducting RF<br />
25+2<br />
White X‐ray 01A<br />
TX Microscopy 01B<br />
EXAFS/Powder XRD 01C<br />
High Flux CGM 03A<br />
Seya 04B<br />
SRCD 04C<br />
AGM‐AGS 05A<br />
Scattering; PEEM 05B<br />
Scattering 07A<br />
L‐SGM 08A<br />
Soft X‐ray AGM 08B<br />
SPEM 09A<br />
Dragon 11A<br />
14A IR Microscopy<br />
X‐ray Scattering 13A; PX 13B, 13C
Strength of TLS: soft X-rays<br />
TLS
2,500<br />
Users 用 戶 成 長 統 計<br />
The Growth of User Number<br />
2,230<br />
2,266<br />
2,000<br />
1,994<br />
1,623<br />
1,683<br />
1,500<br />
1,384<br />
1,000<br />
648<br />
716<br />
829<br />
1,012<br />
500<br />
324<br />
0<br />
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Publications from TLS and Taiwan BLs @ SP‐8<br />
350<br />
323<br />
245<br />
Total SCI papers<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
SCI Total Number<br />
Top 15%<br />
Top 10%<br />
176<br />
102<br />
32<br />
210<br />
175<br />
140<br />
105<br />
70<br />
35<br />
Top 5%, 10%, 15% SCI papers<br />
0<br />
Top 5%<br />
0<br />
1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011<br />
附 註 :<br />
1. 前 5%、 前 10% 與 前 15% 皆 包 含 自 然 科 學 領 域 與 生 命 科 學 領 域 之 SCI 論 文 。<br />
2. 前 5%: 自 然 科 學 領 域 之 IF 值 為 6.0, 生 命 科 學 領 域 之 IF 值 為 9.0。<br />
3. 前 10%: 自 然 科 學 領 域 之 IF 值 為 4.5, 生 命 科 學 領 域 之 IF 值 為 6.0。<br />
4. 前 15%: 自 然 科 學 領 域 之 IF 值 為 3.5, 生 命 科 學 領 域 之 IF 值 為 4.8。<br />
5.2003 年 ( 含 ) 前 所 有 年 度 之 IF 值 皆 以 2004 年 之 IF 值 為 統 計 標 準 , 其 餘 年 度 皆 依 據 該 年 度 之 IF 值 為 統 計 標 準 。<br />
updated on Oct 11, 2012
Experimental Runs<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Received Executed/Materials Executed/Bio<br />
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Distribution of Domestic Users (total 102 org.)<br />
新 竹 縣<br />
工 業 技 術 研 究 院<br />
明 新 科 技 大 學<br />
錸 寶 科 技 ( 股 ) 公 司<br />
新 湖 國 中<br />
新 豐 國 中<br />
芎 林 國 中<br />
雙 溪 國 小<br />
台 中 市<br />
中 山 醫 學 大 學<br />
中 國 醫 藥 大 學<br />
中 興 大 學<br />
逢 甲 大 學<br />
東 海 大 學<br />
塑 膠 工 業 發 展 中 心<br />
矽 品 精 密 工 業 ( 股 ) 公 司<br />
亞 洲 大 學<br />
弘 光 科 技 大 學<br />
修 平 科 技 大 學<br />
南 投 縣<br />
曁 南 國 際 大 學<br />
彰 化 縣<br />
彰 化 師 範 大 學<br />
大 葉 大 學<br />
建 國 科 技 大 學<br />
中 州 科 技 大 學<br />
雲 林 縣<br />
虎 尾 科 技 大 學<br />
雲 林 科 技 大 學<br />
桃 園 縣<br />
中 央 大 學<br />
中 原 大 學<br />
元 智 大 學<br />
長 庚 大 學<br />
核 能 研 究 所<br />
中 正 理 工 學 院<br />
敏 盛 醫 療 體 系<br />
農 業 工 程 研 究 中 心<br />
萬 能 科 技 大 學<br />
銘 傳 大 學<br />
新 竹 市<br />
中 華 大 學<br />
大 華 技 術 學 院<br />
元 培 科 技 大 學<br />
國 家 同 步 輻 射 研 究 中 心<br />
交 通 大 學<br />
清 華 大 學<br />
玄 奘 大 學<br />
新 竹 教 育 大 學<br />
新 竹 高 工 職 業 學 校<br />
國 家 奈 米 元 件 實 驗 室<br />
國 家 實 驗 研 究 院<br />
台 積 電 ( 股 ) 公 司<br />
技 鼎 科 技 ( 股 ) 公 司<br />
美 商 台 灣 應 材 ( 股 ) 公 司<br />
巨 克 富 科 技<br />
苗 栗 縣<br />
聯 合 大 學<br />
國 家 衛 生 研 究 院<br />
康 捷 環 保 科 技 ( 股 ) 公 司<br />
台 北 市<br />
大 同 大 學<br />
大 同 高 中<br />
文 化 大 學<br />
中 央 研 究 院<br />
台 灣 大 學<br />
台 灣 科 技 大 學<br />
台 北 科 技 大 學<br />
馬 偕 紀 念 醫 院<br />
台 灣 師 範 大 學<br />
東 吳 大 學<br />
國 防 醫 學 院<br />
陽 明 大 學<br />
國 泰 綜 合 醫 院<br />
嘉 義 市<br />
中 油 煉 製 研 究 所<br />
嘉 義 大 學<br />
嘉 義 基 督 教 醫 院<br />
嘉 義 縣<br />
中 正 大 學<br />
吳 鳳 技 術 學 院<br />
台 南 市<br />
成 功 大 學<br />
台 南 大 學<br />
台 南 第 一 高 中<br />
台 南 藝 術 大 學<br />
中 華 醫 事 科 技 大 學<br />
崑 山 科 技 大 學<br />
南 榮 技 術 學 院<br />
致 遠 管 理 學 院<br />
奇 美 電 子 ( 股 ) 公 司<br />
高 雄 市<br />
中 山 大 學<br />
中 鋼 ( 股 ) 公 司<br />
高 雄 大 學<br />
高 雄 應 用 科 技 大 學<br />
高 雄 師 範 大 學<br />
義 守 大 學<br />
陸 軍 軍 官 學 校<br />
基 隆 市<br />
台 灣 海 洋 大 學<br />
宜 蘭 縣<br />
宜 蘭 大 學<br />
新 北 市<br />
環 保 局<br />
明 志 科 技 大 學<br />
故 宮 博 物 院<br />
馬 偕 醫 學 院<br />
聖 約 翰 科 技 大 學<br />
淡 江 大 學<br />
輔 仁 大 學<br />
碁 達 科 技 ( 股 ) 公 司<br />
花 蓮 縣<br />
東 華 大 學<br />
慈 濟 大 學<br />
花 蓮 教 育 大 學<br />
屏 東 縣<br />
屏 東 科 技 大 學<br />
屏 東 教 育 大 學<br />
海 洋 生 物 博 物 館<br />
(updated on 2012.02)
0<br />
500<br />
1000<br />
1500<br />
2000<br />
2500<br />
中<br />
央<br />
研<br />
究<br />
院<br />
國<br />
立<br />
清<br />
華<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
台<br />
灣<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
成<br />
功<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
交<br />
通<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
中<br />
央<br />
大<br />
學<br />
淡<br />
江<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
台<br />
灣<br />
科<br />
技<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
中<br />
興<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
中<br />
山<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
高<br />
雄<br />
大<br />
學<br />
逢<br />
甲<br />
大<br />
學<br />
馬<br />
偕<br />
紀<br />
念<br />
醫<br />
院<br />
大<br />
同<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
中<br />
正<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
台<br />
灣<br />
師<br />
範<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
台<br />
北<br />
科<br />
技<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
新<br />
竹<br />
教<br />
育<br />
大<br />
學<br />
國<br />
立<br />
嘉<br />
義<br />
大<br />
學<br />
嘉<br />
義<br />
基<br />
督<br />
教<br />
醫<br />
院<br />
國<br />
立<br />
東<br />
華<br />
大<br />
學<br />
時<br />
段<br />
數
Distribution of International Users (162 institutes)<br />
Sweden<br />
1<br />
Netherland<br />
s<br />
4<br />
UK<br />
4<br />
France<br />
9<br />
Spain<br />
1<br />
Italy<br />
4<br />
Germany<br />
11<br />
Switzerland<br />
1<br />
Poland<br />
2<br />
Croatia<br />
1<br />
Russia<br />
2<br />
China(Include Hong<br />
Kong)<br />
9<br />
Korea<br />
16<br />
Japan<br />
26<br />
Canada<br />
5<br />
USA<br />
27<br />
Costa Rica<br />
1<br />
Jordan<br />
1<br />
India<br />
4<br />
Saudi Arabia<br />
1<br />
Thailand<br />
5<br />
Australia<br />
23<br />
Singapore<br />
4<br />
(updated on 2012.02)
User Status Report (continued)<br />
Distribution of the users’ proposal in different beam lines and
High-Impact Papers in 2011-2012.06
Total SCI papers<br />
Publications from TLS and Taiwan BLs @ SP‐8<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
SCI total no.<br />
Top 15%<br />
Top 10%<br />
319<br />
174<br />
101<br />
Top 5% 0<br />
附 註 :<br />
1. 前 5%、 前 10% 與 前 15% 皆 包 含 自 然 科 學 領 域 與 生 命 科 學 領 域 之 SCI 論 文 。<br />
2. 前 5%: 自 然 科 學 領 域 之 IF 值 為 6.0, 生 命 科 學 領 域 之 IF 值 為 9.0。<br />
3. 前 10%: 自 然 科 學 領 域 之 IF 值 為 4.5, 生 命 科 學 領 域 之 IF 值 為 6.0。<br />
4. 前 15%: 自 然 科 學 領 域 之 IF 值 為 3.5, 生 命 科 學 領 域 之 IF 值 為 4.8。<br />
5.2003 年 ( 含 ) 前 所 有 年 度 之 IF 值 皆 以 2004 年 之 IF 值 為 統 計 標 準 , 其 餘 年 度 皆 依 據 該 年 度 之 IF 值 為 統 計 標 準 。 (updated on 101.06.14)<br />
32<br />
84 86 88 90 92 94 96 98 100<br />
245<br />
210<br />
175<br />
140<br />
105<br />
70<br />
35<br />
Top 5%, 10%, 15% SCI papers
http://www.nsrrc.org.tw/
http://portal.nsrrc.org.tw/
Proposal Review & Beamtime<br />
Allocation Flow Chart<br />
Application<br />
Deadline<br />
Jan. 31 st<br />
May 31 st<br />
Sep. 30 th<br />
Beamtime<br />
Begins<br />
May 1 st<br />
Sep. 1 st<br />
Jan. 1 st<br />
Beamline Information<br />
Light Source Schedule<br />
Safety<br />
Review<br />
PEC<br />
Review<br />
Beamtime<br />
Allocation<br />
Beamtime<br />
Approval<br />
(Click the<br />
beamlines to<br />
view the<br />
schedule)<br />
Individual<br />
Notice
National Synchrotron Radiation Research Center, Taiwan<br />
1.5 GeV<br />
Taiwan Light Source (TLS)<br />
Taiwan Photon Source (TPS)<br />
3.0 GeV
NSRRC is constructing the Taiwan Photon Source
國 際 間 先 進 的 中 能 量 同 步 加 速 器 光 源 設 施<br />
瑞 士 ,SLS (2.4 GeV)<br />
2001<br />
加 拿 大 ,CLS (2.9 GeV)<br />
2003<br />
澳 洲 ,ASP (3 GeV)<br />
2006<br />
法 國 ,SOLEIL (2.75 GeV)<br />
2005<br />
英 國 , DIAMOND (3 GeV)<br />
2006 中 國 ,SSRF (3.5 GeV)<br />
2008
TPS is designed to emphasize on electron beam of small<br />
emittance and great brilliance, stability and reliability.<br />
?<br />
BAPS
NSRRC Site Image from Satellite
Civil Construction of TPS<br />
2010 2011<br />
2012
TPS 內 環 Topping 置 完 成 鋸 縫 及 養 護<br />
TPS Storage Ring
Activity Center and Guest House<br />
Activity<br />
center<br />
Guest<br />
house<br />
Entrance of activity<br />
center<br />
Roof topping
Milestone of major components
Assembly and Acceptance Test of 150 MeV Linac<br />
(2010.12.30)<br />
Linac<br />
Bunching<br />
section<br />
Linac passed the acceptance and<br />
under operation in August 2011.<br />
Network and control<br />
rack<br />
35 MW<br />
Modulator
• Three sets of Petra cavities<br />
were ready for installation in<br />
the phase-I commissioning of<br />
storage ring.<br />
• The first module of SRF cavity
The 700 W LHe system is expected to<br />
complete acceptance in August, 2012.
Assembly of Girders and Vacuum System<br />
in Chu-Tung Site<br />
TPS 天 車 按 裝 及 試 車<br />
TPS 2F 輕 隔 間 牆 組 立
System Integration in Chu-Tung Site<br />
TPS 2F 輕 隔 間 牆 組 立<br />
TPS 天 車 按 裝 及 試 車<br />
18 out of 24 sets of<br />
14-m long vacuumchamber<br />
completed<br />
the welding and<br />
assembly.
Progress of Insertion Device<br />
(IU22 and EPUs)<br />
Two sets of 2-meter in-vacuum undulators are<br />
expected to complete the acceptance test in<br />
August, 2012.<br />
Refurbish EPU46 - in field measurement stage<br />
TPS 2F 輕 隔 間 牆 組 立<br />
TPS 天 車 按 裝 及 試 車<br />
• 2 sets of IU22-2m ready for shipping<br />
• IU22-3m CDR completed<br />
3D design of EPU48
TPS Phase-I Beamline<br />
1 ~ 50 µm (FWHM)<br />
@ 0.98Å: 1.0x10 12 ph/s, with 50 µm x 50 µm<br />
微 米 X 光 蛋 白 質 結 晶 學<br />
Protein Crystallography<br />
h/h: 10 8<br />
時 coherent 間 同 length: 調 X 光 5 ~ 繞 22 射 mm<br />
Temporal Coherent XRD<br />
09<br />
05 IU22 x 3<br />
IU22 (1+1) x 2<br />
EPU48 (1+1) x 1<br />
Injection 01<br />
EPU46 x 1<br />
21(73m)<br />
23(75m)<br />
25(74m)<br />
100 nm x 100nm<br />
3 mrad x 3 mrad<br />
次 微 米 X 光 繞 射<br />
sub‐μ XRD<br />
X 30 光 nm 奈 at 米 15 探 keV 測<br />
Nano‐probe<br />
E resolving power<br />
35000<br />
次 0.6 微 mm 米 X 軟 0.23 X 光 mm能<br />
譜<br />
soft X‐ray<br />
45<br />
高 total 解 h/h 析 非 > 彈 40000 性 軟 @ X 900 光 散 eV 射<br />
Soft RIXS<br />
41<br />
SRF<br />
SRF<br />
33<br />
SRF<br />
SRF<br />
coherent flux:<br />
> 1x10 10 ph/s<br />
dynamics from ms to s<br />
同 調 X 光 散 射<br />
Coherent Scattering<br />
SAXS
2011<br />
• PX<br />
• RIXS<br />
• sub‐ soft X‐ray<br />
spectroscopy<br />
• Coherent X‐ray scattering<br />
• sub‐ XRD<br />
• X‐ray nano probe<br />
• Temporal coherent<br />
2012 2013 2014 2015<br />
TPS construction<br />
TPS commissioning<br />
Construction of TPS Phase-I Beamlines is on schedule.
Phase‐II Beamline Plan of TPS: 14 beamlines<br />
5 new BL’s<br />
• Soft X‐ray tomography<br />
• Micro‐xtal diffraction<br />
• Soft X‐ray nanoscopy<br />
• Soft X‐ray spectroscopy<br />
• Advanced micro‐focus PX<br />
2 PRT BL’s<br />
• Medical imaging<br />
• Nano tomography<br />
7 relocated BL’s<br />
• High resolution powder XRDX<br />
• XAS<br />
• PX<br />
• SAXS<br />
• X‐ray spectroscopy<br />
• TXM<br />
• ARPES<br />
2016 ‐ 2020
Thank you for your attention!<br />
June 25, 2012
Change language