第四代高能同步輻射光源HEPS 及高壓相關線站建設

李曉東，袁清習，徐 偉，鄭黎榮

（中國科學院高能物理研究所，北京 100049）

壓力作為熱力學的重要基本參數之一[1]，幾乎對材料的化學、結構、機械、電子、磁性、聲子等所有屬性[2-3]均可以產生影響，因此在物理[4]、化學[5]、材料科學[6]及地球科學[7]等多個研究領域都得到了廣泛應用。利用金剛石對頂砧壓腔（Diamond anvil cell，DAC）產生的高壓研究樣品的性質是實驗室最常用的高壓研究手段之一。在金剛石壓砧的作用下，DAC 樣品腔內可以達到幾十萬甚至幾百萬大氣壓的極高壓力[8-9]，壓腔內的微量樣品能夠發生多次物性變化。然而，受DAC 的結構及樣品材料等的限制，高壓研究必須在窗口有限、樣品尺度微小且X 射線能夠穿過環境材料（如金剛石壓砧、傳壓介質）等條件下進行。這些限制使得具有能量范圍寬、通量高、準直性好、能量帶寬可調、有時間結構及相干性好等特性的同步輻射裝置在高壓研究中發揮了重要作用。

自20 世紀80 年代以來，同步輻射技術與DAC 技術相結合，為探索高壓條件下的材料物性提供了豐富的研究手段[2-3,10]。例如：高壓X 射線衍射（X-ray diffraction，XRD）方法可用于確定晶體或非晶材料的結構、密度、應力應變和擇優取向等信息[11]；X 射線吸收譜學（X-ray absorption spectroscopy，XAS）可以針對材料中特定元素進行結構表征，獲得感興趣元素的局域結構信息（價態、構型、配位數、鍵長及無序度等）[12-13]；X 射線核共振散射譜學（Nuclear resonance scattering，NRS）可提供時域的M?ssbauer 超精細結構譜學信息以及聲子投影態密度[14]；X 射線拉曼散射（X-ray raman scattering，XRS）可探測輕元素（C、N 和O 等）在高壓條件下的化學鍵變化[15]；X 射線成像（X-ray imaging，XRI）可以研究樣品在高壓條件下的物態方程、相演變及其動力學過程[16]。

同步輻射光源技術的不斷發展，也在推動高壓科學的不斷進步。近年來，國際主要高能光源，如美國先進光子源（APS）[17]、歐洲同步輻射光源（ESRF）[18]、日本的Spring-8 光源[19]和德國的PETRA Ⅲ光源[20]，都在積極實施或推進升級具有準衍射極限環的第四代同步輻射光源計劃。高能同步輻射光源（High energy photon source，HEPS）[21-22]作為我國“十三五”期間建設的、為國家重大戰略需求和前沿基礎科學研究提供技術支撐平臺的國家重大科技基礎設施，于2017 年12 月獲得國家發展改革委批復立項，并于2019 年6 月在北京懷柔奠基啟動建設，計劃將于2025 年完成建設并投入使用。作為第四代同步輻射光源，HEPS 光源具有極小的發射度，能夠提供比現有第三代同步輻射光源亮度高100 倍以上的同步輻射光，實驗站也更容易獲得微米和亞微米（納米）尺度的聚焦光斑。同時，低發射度光源具有的相干性優勢也將極大地促進相干譜學、相干成像等實驗技術的發展。這些優異的性能可以為高壓科學在更高壓力范圍、更小時間或空間尺度等條件下開展研究提供重要支撐，例如：極高壓（太帕量級）條件下的物性研究、壓力（或溫度）快速加載條件下的時間分辨研究、極高壓條件下的局域變化及不均勻性研究、地球（行星）深部溫壓條件下的物質研究等[3]。

高壓科學研究將是HEPS 建成后的一個重要應用方向。本文的主要目的是向高壓領域相關科研工作者介紹HEPS 一期建設過程中與DAC 高壓實驗技術相關的線站設計。一方面，有助于用戶更多地了解HEPS，為將來在HEPS 上開展高壓研究工作做一些初步的準備；另一方面，也希望得到用戶對目前線站設計方案的反饋，包括對未來二期、三期線站布局中高壓光束線站規劃的意見與建議。

1 第四代高能同步輻射光源HEPS

HEPS 是具有極低發射度的第四代高能同步輻射光源，于2019 年6 月29 日在北京市懷柔區動工，并計劃于2025 年底完成驗收。HEPS 的設計亮度大1022phs·s-1·mm-2·mrad-2·（0.1%B.W.）-1，自然發射度為34.2 pmrad，具體參數見表1。HEPS 建成后能夠對微觀結構從靜態構成到動態演化，提供多維度、實時、原位表征，解析物質結構生成及演化的全周期全過程，揭示微觀物質結構的生成演化機制，剖析微觀物質構成，為物質調控提供基礎，從而推動材料科學、化學工程、能源環境、生物醫學等領域的科學研究。

表1 HEPS 儲存環的主要參數[22]Table 1 Main parameters of the HEPS storage ring[22]

HEPS 建成后將具備90 條以上高性能光束線站的容量，其中一期建設的線站共14 條（另外包括一條測試束線）。圖1 所示為HEPS 一期線站布局，其中以ID 開頭的線站是在直線節安裝插入件的引出線站，以BM 開頭的線站為彎鐵引出線站。3 條延伸到實驗大廳以外的長光束線能在納米聚焦、相干、時間分辨到高能等方面充分發揮新光源優勢。HEPS 一期線站的規劃主要是在考慮體現新光源高能、高亮度等優勢，滿足國內用戶群體需求及“衍射極限光源先進的實驗方法在實驗站全覆蓋”等原則基礎上完成的。

限于篇幅，本文將重點介紹HEPS 一期建設線站中與高壓學科最為相關的若干線站，分別是：X 射線顯微成像線站（ID30）、高壓線站（ID31）、硬X 射線高分辨譜學線站（ID33）和X 射線吸收譜學線站（ID46）。其中，高壓線站是高壓X 射線衍射專用實驗站，其他線站可以通過優化設計兼容高壓實驗方法。圖2 所示為這些線站建成后插入件的“能量-亮度”譜，其中：HPS 表示高壓線站，H2O 表示硬X 射線高分辨譜學線站，XAS 表示X 射線吸收譜學線站，TXM 表示X 射線顯微成像線站。

圖1 HEPS 一期光束線站布局Fig. 1 Beamlines layout of HEPS phase I

2 HEPS 高壓相關線站介紹

2.1 高壓光束線站

圖2 線站插入件的亮度譜Fig. 2 Brilliance curves of different IDs

高壓光束線站（High-pressure beamline，HPB）從HEPS 儲存環插入件ID31 引出，是開展以高壓XRD 實驗為主的專用高壓線站。實驗站將以XRD 方法為基礎建立多種高壓研究手段，包括粉末XRD、單晶XRD、徑向XRD、時間分辨以及對分布函數（Pair distribution function，PDF）測量等方法，同時還將結合激光加熱、電阻加熱、低溫、壓力動態加載等樣品環境，建立多種原位條件的XRD 實驗方法。線站建成后，將與國際上主要高能同步輻射光源升級后的高壓線站（如APS 的GSECARS[23]和HPCAT[24]線站、ESRF 的ID27[25]線站、Spring-8的BL10XU[26]線站和PETRA Ⅲ的P02.2[27]線站等）具備同等水平的實驗及數據分析條件。

在應用同步輻射技術的高壓科學研究中，XRD 是最基礎、最常用的實驗方法之一。單晶、多晶/粉晶、納米晶體以及非晶體或液體都可以成為高壓XRD 的實驗樣品，它能夠準確提供樣品在高壓條件下的結構信息。利用高壓XRD 方法，也能夠對樣品的狀態方程、晶體結構、相轉變、彈性和晶格應變等開展研究。利用第四代衍射極限同步輻射光源提供的小尺寸（小于1 μm）、高通量X 射線光斑，利用高壓XRD 方法還可以開展超高壓（大于500 GPa）、局域結構變化、壓力或溫度動態加載條件下的結構變化等研究工作。

2.1.1 HPB 線站的主要技術指標

HPB 建成后可以為用戶提供20、30、40 和50 keV 5 種能量點的X 射線光源，X 射線聚焦光斑尺寸為十幾微米到亞微米（約150 nm），樣品處的光子數大于1013ph/s。根據用戶需要，也可以提供大尺寸（約200 μm）的聚焦光斑。實驗站還可以實現4～4 000 K 溫度范圍的原位高壓XRD 實驗。

結合壓力動態加/卸載以及脈沖激光加熱技術，實驗站還可以為用戶提供曝光小于10 微秒每幀的動態實驗條件。在壓力動態加載實驗中，壓力的加載速率可以達到150 TPa/s 以上。

2.1.2 HPB 線站設計

HPB 光學布局如圖3 所示，X 射線從儲存環的低β直線節ID31 引出。真空內波蕩器（IVU）的磁周期長度為19.9 mm，總周期數201，插入件總長度4 m，設計最小磁場間隙5.2 mm。經過單色器選取指定能量的單色光后，由聚焦元件聚焦到樣品位置。水平反射的channel-cut 單色器（HCCM）采用液氮冷卻，不僅能承受高熱負荷，還可以提供高穩定性的單色光輸出，對提高樣品點位置X 射線聚焦光斑的穩定性有很大幫助。通過兩種不同聚焦元件獲得X 射線聚焦光斑：利用復合折射透鏡（Compound refractive lens，CRL）獲取微米聚焦光斑，利用多層膜K-B 聚焦鏡（Multilayer K-B mirrors，MK-B）獲取亞微米聚焦光斑。

圖3 高壓光束線站光學布局Fig. 3 Optical layout of high-pressure beamline

高壓光束線站有兩個微米聚焦樣品點，分別位于距光源點84 m 的Sample 1 及距光源點89 m 的Sample 2。通過兩級CRL 對X 射線順序聚焦獲得微米光斑，CRL1+CRL2 完成Sample 1 處X 射線聚焦，CRL1+CRL3 完成Sample 2 處的聚焦。Sample 1 和Sample 2 的光斑半高寬一般為2 μm 左右，如果需要更大的光斑，可以通過移動CRL2 和CRL3 的位置實現。亞微米聚焦光斑位于距光源點95 m 的Sample 3處，可由MK-B 直接聚焦獲得。亞微米聚焦光斑的半高寬約為150 nm，從聚焦鏡后端到樣品的工作距離大于100 mm，可以滿足大多數原位高壓XRD 實驗的需求。

高壓光束線實驗站由兩個棚屋組成，上游為微米XRD 棚屋，下游為亞微米XRD 棚屋。如圖4（a）所示，微米XRD 棚屋內有兩個實驗平臺，分別為通用衍射平臺（General purpose table，GPT）和激光加熱專用平臺（Laser heating table，LHT）。GPT 除了完成常規的粉末、單晶、多晶以及徑向XRD 等實驗，還可以開展原位（電阻加熱）高/低溫以及壓力動態加載XRD 等實驗。LHT 可以為用戶提供紅外波長（約為1 064 nm）的連續或脈沖激光加熱實驗條件，未來還可以提供CO2激光加熱的實驗條件。為滿足實驗設備及環境的穩定性要求，亞微米XRD 實驗平臺（圖4（b））搭建在實驗站末端的專用亞微米XRD 棚屋內，除了可以提供小光斑完成以XRD 為基礎的實驗，未來還會逐步提供成像、相干等實驗手段。

圖4 高壓光束線站實驗平臺Fig. 4 Schematics of experimental tables

2.2 X 射線吸收譜學線站

X 射線吸收譜學（X-ray absorption spectroscopy，XAS）線站從HEPS 儲存環插入件ID46 引出，是一條以XAS 及相關衍生實驗方法為主進行優化設計的高性能硬X 射線光束線。XAS 線站設計的基本目標是打造一個通用性強、能量覆蓋范圍大，同時具有高通量、高亮度的X 射線吸收精細結構（X-ray absorption fine structure，XAFS）實驗系統，為用戶提供可靠、穩定、操作簡便的XAS 實驗平臺。該平臺具備XAS 的常規實驗方法，具備時間分辨和空間分辨能力，能夠探測微區、表面、界面結構。同時線站還將為用戶提供多種原位樣品環境，并結合XRF、XRD、FTIR、質譜等實驗方法，提供更豐富的樣品信息。XAS 線站設計能量覆蓋范圍為4.8～45 keV，如圖5 所示，設計能量能夠覆蓋化學元素周期表中22 號元素Ti 到60 號元素Nd 的K 邊XAFS 能量范圍，以及55 號元素Cs 以后的L 邊能量范圍。

圖5 X 射線吸收譜學線站的元素覆蓋示意圖（紅色虛線表示K 邊能量范圍，藍色虛線表示L 邊能量范圍）Fig. 5 Schematic of element coverage of XAS (The red and blue dotted lines are energy ranges of K-edge and L-ledge, respectively)

在高壓研究中，XAS 可以對樣品中特定元素的價態、局域結構（如鍵長、配位數、空間構型）進行表征，可以為高壓相變路徑的確認提供與XRD相互補充的結構信息。

2.2.1 XAS 線站主要技術指標

XAS 線站的設計能量范圍為4.8 ～45 keV，最小聚焦光斑尺寸350 nm × 350 nm。工作能量在10 keV 時，X 射線大光斑（尺寸約為2 mm × 1.5 mm）的光通量在1013ph/s 水平，亞微米光斑（尺寸約為350 nm × 350 mm）的光通量在1012ph/s。亞微米光斑由K-B 鏡組獲得，其工作距離約為140 mm，可以滿足常用DAC 實驗的空間要求。XAS 線站的主要設計指標見表2。

表2 X 射線吸收譜線站的主要設計指標Table 2 Main parameters of XAS beamline

2.2.2 XAS 線站設計

XAS 線站光學元件布局如圖6 所示，X 射線從儲存環插入件ID46 引出。真空外插入件（IAU）的磁周期長度為35 mm，總周期數141，設計最小gap 值為11 mm。X 射線通過白光壓彎鏡、雙晶單色器（Double crystal monochromator，DCM）、快掃單色器（25 毫秒每譜）、諧波鏡組、垂直聚焦鏡等主要光學元件后進入實驗站，利用K-B 聚焦鏡組將X 射線聚焦到樣品點。實驗站還配有后分析晶體及硅漂移探測器（SDD），主要用于高能量分辨吸收譜（HERFD-XAS）以及后續有待開發的低分辨發射譜（XES）。實驗平臺布局見圖7。

圖6 XAS 線站光學布局Fig. 6 Optical layout of XAS beamline

2.3 硬X 射線高分辨譜學線站

硬X 射線高分辨譜學（Hard X-ray high energy resolution spectroscopy，H2O）線站從儲存環ID33 插入件引出。該線站側重于發展高分辨譜學實驗方法，為用戶提供具有高能量分辨率的核共振散射和X 射線拉曼散射等實驗手段，為凝聚態物理、化學、材料學、地學、環境等學科前沿研究提供有力工具[28]。線站建成后，將與世界上主要同步輻射光源的高分辨譜學站（如PETRAⅢ的P01 線站、Spring-8 的BL09XU 線站、ESRF 的ID18 和ID20線站以及APS 的3ID、20ID 線站等）具有同等水平的實驗和數據分析條件。

圖7 XAS 實驗平臺Fig. 7 Layout of XAS experimental table

核共振散射[14]和X 射線拉曼散射[15]能夠與XRD 等實驗技術互補，在電子結構及晶格動力學方面給出獨特的樣品結構信息，尤其在高壓研究領域具有舉足輕重的作用。利用高壓核共振散射方法可以獲得關鍵熱力學參數[29]、地球化學演化中的動力學行為[30]、地球深部的磁場信息[31]以及高壓超導的物理機制[32-35]。X 射線拉曼散射可以獲得高壓下輕元素C、N、O 的吸收譜，是高壓水[36]、二氧化碳[37]和二氧化硅[38]等譜學研究的利器，此外由于其具有非偶極躍遷的探測本領，還是開展稀土金屬高壓體積坍縮引起電子結構變化[39]等研究的重要工具。

2.3.1 H2O 線站的主要技術指標

HEPS 光源有兩種注入模式：一種是63 個束團的高電荷模式，相鄰束團間隔為72 ns；另一個是680 束團的高亮度模式，束團間隔為7 ns。針對HEPS 光源的注入束團模式，H2O 線站將采用分時運行模式，以滿足不同用戶群體對高分辨譜學方法的需求。在高電荷模式下，可以實現57Fe 的核共振散射實驗，以及119Sn、151Eu 等核同位素的向前散射實驗和非彈性散射實驗；在高亮度模式下，可以提供X 射線拉曼實驗條件。表3 所示為H2O 主要實驗方法及相關技術指標。

表3 H2O 線站實驗方法及技術指標Table 3 Specification of methods at the H2O beamline

2.3.2 H2O 線站設計

由于高分辨同步輻射光能量帶寬極窄、散射截面小等原因，高分辨譜學線站多被稱為“光子饑渴型”線站，因而需要獲得極高的光子通量。為了實現高光子通量的設計目標，H2O 線站選用真空內永磁波蕩器插入件（IVU）作為光源。波蕩器長4 m，周期長度為18.6 mm，最小磁間隙為5.2 mm，磁性材料為NdFeB。插入件基波能量覆蓋7～17 keV，3 次諧波可以覆蓋21～51 keV，確保了57Fe 核能級位于基波且保持較高的光子通量，同時確保Si(660)分析晶體背散射能量9.7 keV 處的高通量，而3 次諧波也將覆蓋119Sn、151Eu、161Dy 等常用同位素的核共振能級。

H2O 線站光學元件布局如圖8、圖9 所示。從插入件引出的X 射線經前端區后被第1 個水平偏轉的白光反射鏡反射，并吸收部分熱量。白光反射鏡下游的DCM 將同步輻射光單色化（能量帶寬10?4～10?5）。對于核共振散射模式（圖8），經過DCM 的X 射線需要再進入高分辨單色器，進一步單色化至10?7量級以滿足實驗要求。DCM 下游的CRL 工作能量為14.4 keV，用于光路準直，以提高下游高分辨單色器和K-B 鏡對X 射線的接收效率。X 射線經K-B 鏡聚焦后可以獲得微米尺寸的聚焦光斑，用于高壓實驗。在核共振散射實驗中，部分研究需要極高的能量分辨率（如1 meV），但可以接受光通量減小，這時只需切換不同的高分辨單色器，并適當調整K-B 鏡和樣品的位置即可。X 射線拉曼散射實驗模式光學布局如圖9 所示，X 射線經Si（111）/Si（311） DCM 單色化后通過K-B 鏡聚焦，到達拉曼散射譜儀完成實驗。

如圖10、圖11 所示，H2O 實驗站棚屋內有兩個實驗臺。圖10 為核共振散射實驗的光學平臺，在該平臺上K-B 鏡的工作距離可達1 m，并將搭載原位測壓系統。核共振非彈性散射實驗采用3 個雪崩光電二極管APD 探測器，分別位于DAC 壓砧的側面；而時域穆斯堡爾譜的超精細結構譜學研究則采用透射模式，只采用單個APD 探測器。該探測器移出后，可以將成像板探測器移入，采集樣品的高壓衍射信號。

X 射線拉曼散射實驗光學平臺布局如圖11 所示，在一個縱向尺寸為4 m 的拉曼散射譜儀上完成，圖中省略了譜儀的詳細設計圖。可以看出，拉曼散射譜儀K-B 鏡的工作距離可達1.2 m，以確保拉曼散射可以采集到散射角大于150°時的高動量轉移信息，這部分信息與電子的非偶極躍遷有關，從而可以提供豐富的電子結構信息。譜儀主要是由分析晶體和探測器組成，結構復雜，不再贅述。

圖8 硬X 射線高分辨譜學線站核共振散射模式的光學布局Fig. 8 Optical layout of nuclear resonant scattering of the H2O beamline

圖9 硬X 射線高分辨譜學線站X 射線拉曼散射模式的光學布局Fig. 9 Optical layout of X-ray Raman scattering of the H2O beamline

圖10 核共振散射實驗平臺Fig. 10 Layout of nuclear resonant scattering experimental table

圖11 X 射線拉曼散射實驗平臺Fig. 11 Layout of X-ray Raman scattering experimental table

2.4 X 射線顯微成像線站

X 射線顯微成像（Transmission X-ray microscopy，TXM）線站中，X 射線從HEPS 儲存環插入件ID30 引出，是開展基于波帶片放大的全場成像實驗方法為主的成像線站。TXM 線站除可以開展全場吸收成像、澤尼克相襯成像外，還將重點發展近邊譜學成像[40]實驗方法，在三維形貌結構信息的基礎上獲取三維的元素化學價態等近邊譜學信息及其演變過程信息。線站建成后，將和世界上主要同步輻射光源的全場納米成像線站（APS 的32-ID-C 線站、NSLSⅡ的18-ID 線站、SSRL 的6-2c 線站等）具有同等水平的實驗及數據分析條件。

在高壓研究中，X 射線成像技術可以在諸多方面發揮作用：在物態方程測量中，X 射線成像可以針對特定樣品，尤其是非晶或無定形材料樣品，為研究物質體積/密度對壓力/溫度的響應獲取相應的信息[41-45]；在相變演化及其動力學過程研究中，可以利用X 射線成像技術得到密度、元素、價態等信息空間分布的特點，觀測相變核的分布和相變過程[46-47]；在地球科學相關機制的研究中，可以利用成像實驗及相應的數據處理方法研究地幔中重要金屬元素的輸運機制[48-49]等。

2.4.1 TXM 線站的主要技術指標

TXM 線站的設計能量范圍為5～15 keV，最高空間分辨可達20 nm，成像視場大小根據具體空間分辨要求可在13～60 μm 范圍內變化，能量為8 keV 時樣品點的光通量在1012ph/s 水平。

以最高20 nm 空間分辨成像時，受樣品到波帶片距離（波帶片焦距約20 mm）的限制，成像用DAC 的設計直徑會受到一定的限制。此時，成像單元的半徑須小于20 mm（15 mm 為佳）。

2.4.2 TXM 線站設計

TXM 線站光學布局如圖12 所示。同步輻射X 射線從儲存環插入件ID30 引出，通過白光反射鏡、DCM、超環面鏡聚焦鏡等主要光學元件后進入實驗站。實驗站利用橢球毛細管聚焦鏡（Capillary condenser）或光柵型聚焦鏡（Beam shaper condenser）將X 射線聚焦到樣品點并照明波帶片，最后在探測器上獲得樣品的放大圖像。

圖12 TXM 線站光學布局Fig. 12 Optical layout of TXM beamline

ID30 插入件為真空外插入件（IAU），周期長度為32.7 mm，總周期數152，設計最小gap 值為11 mm。因為波帶片成像需要空心錐照明光束，所以結合HEPS 儲存環的低發射度的特點，TXM 線站創新地采用了插入件紅移照明設計[50]，實現了空心錐照明的自然形成和插入件光子通量的最大化利用。

TXM 線站設計使用Si（111）DCM 選取需要能量的X 射線，同時保證了適合近邊譜學成像的能量分辨率。在DCM 前設計了白光反射鏡以緩解光束線的高熱負載影響，白光反射鏡采用Si 和Rh 兩種反射層以達到諧波抑制的目的。在DCM 后設計超環面鏡（Toroidal mirror）作為初級聚焦，配合實驗站的聚焦鏡（Condenser）滿足波帶片成像所需的照明角度需求。

TXM 線站實驗平臺布局如圖13 所示。實驗站選擇毛細管聚焦鏡（Capillary condenser）滿足高分辨（小成像視場）成像需求，以充分利用毛細管聚焦鏡的高反射效率。同時，實驗站還配備光柵型聚焦鏡（Beam shaper condenser）以滿足更多的成像視場需求。實驗站的聚焦鏡、波帶片和探測器等都有沿光路方向移動的運動自由度，通過控制程序進行聯動，從而實現不同X 射線能量下整體成像系統的放大倍數一致性。成像時，樣品的結構信息通過波帶片放大后投射到探測器上，利用波帶片和透鏡耦合探測器的光學放大可以將納米級的樣品結構細節放大到探測器可以分辨的微米級，從而實現高分辨的全場成像。

圖13 TXM 實驗平臺Fig. 13 Layout of TXM experimental table

2.5 HEPS 高壓實驗輔助設施

HEPS 建有專用或兼用的光束線站向用戶開放，還配備了高壓專用實驗室，提供高壓實驗和樣品準備所需的多種輔助設施。高壓實驗室包括樣品準備實驗室和光學實驗室。樣品準備實驗室除了配備高倍顯微鏡、液氬裝填等常規設備，還將配置脈沖激光打孔、手套箱、高壓充氣等配套設施，未來計劃添置機械手、樣品切割等設備；光學實驗室將配置紅寶石/拉曼測壓、激光加熱等設備。為了方便在非高壓專用線站盡快建立適合高壓實驗所需的實驗條件，還將準備便攜的紅寶石測壓系統、激光加熱系統，以及氣膜加壓等配套設備。如果有需要，壓力動態加載、低溫杜瓦、電阻加熱等設備也可以從高壓光束線站移動至其他線站共享使用。

3 展 望

除了文中介紹的4 條線站外，HEPS 的一期建設計劃還包括生物大分子微晶衍射線站、低維結構探針線站、高分辨納米電子結構線站、硬X 射線相干散射線站、粉光小角線站、工程材料線站、硬X 射線納米探針線站、硬X 射線成像線站、結構動力學線站和通用環境譜學線站10 條光束線站，以及1 條主要用來進行同步輻射光學元件檢測和實驗技術發展的專用測試線站。在上述線站中，硬X 射線相干散射線站、粉光小角線站、工程材料線站和硬X 射線納米探針線站等經過改造，也可以開展DAC 高壓相關實驗研究，如XPCS、小角散射、PDF、超高壓衍射等。限于篇幅，本文不再多作介紹。

作為公益性的科研設施，HEPS 在考慮用戶普遍需求的同時，也兼顧了一些特殊需求，致力于建設一個支撐多學科前沿研究和滿足國家需求的重要實驗設施。根據遠景規劃，HEPS 未來要完成近百條光束線站的建設工作，其中將有6 條專用的高壓線站以及若干條可以開展高壓實驗的兼用線站。專用的高壓線站中，除了目前已經在建的XRD 線站，還包括另外兩條衍射或散射線站和一條譜學線站，以及兩條混合方法線站。為了更好地完成高壓相關線站的規劃，歡迎廣大用戶對后續的建設方案和方法選擇提出意見和建議。HEPS 光束線站建設尤其是高壓線站群的建設，將為高壓相關領域研究提供重要的支持手段。

感謝HEPS 項目組光束線站部中高壓光束線站系統、X 射線吸收譜學線站系統、硬X 射線高分辨譜學線站系統和X 射線顯微成像線站系統工作人員的辛勤付出，感謝線站部光學系統、光機系統、控制系統和通用機械系統等對設計工作的支持與配合。感謝上海光源、合肥光源、APS、SPring-8、ESRF、PETRA Ⅲ和NSLS Ⅱ等光源相關線站科學家的支持和幫助，感謝國內外高校及科研院所用戶代表對項目建設初期的建議和支持。感謝HEPS 國際顧問委員會對線站布局定位的意見和提議。