一、同步辐射原理简介：
同步辐射（Synchrotron Radiation）是速度接近光速（v≈c）的带电粒子在磁场中沿弧形轨道运动时放出的电磁辐射，由于它最初是在同步加速器上观察到的，便又被称为“同步辐射”或“同步加速器辐射”。长期以来，同步辐射是不受高能物理学家欢迎的东西，因为它消耗了加速器的能量，阻碍粒子能量的提高。但是，人们很快便了解到同步辐射是具有从远红外到X光范围内的连续光谱、高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能的脉冲光源，可以用以开展其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。于是在几乎所有的高能电子加速器上，都建造了“寄生运行”的同步辐射光束线及各种应用同步光的实验装置。至今，同步辐射装置的建造及在其上的研究、应用，经历了三代的发展。（摘自百度百科）
简单点来说就是：相对论性带电粒子在电磁场的作用下沿弯转轨道行进时所发出的电磁辐射。这种辐射就像在雨中快速转动雨伞时，沿伞边缘的切线方向会飞出一簇簇水珠。利用弯转磁铁可以强迫高能电子束团在环形的同步加速器以接近于光速作回旋运动，在切线方向会有电磁波发射出来。

二、同步辐射特点
1. 同步辐射光谱是连续的，而且范围很宽，可以从远红外，可见光，紫外线直到硬X射线（10^4~10^-1埃）
2. 辐射光的强度高，在特定波段（真空紫外及X射线）强度可达普通X射线管强度的103~106倍
3. 高度偏振光，电子轨道平面内的同步辐射光是100%偏振的，在平面上下是椭圆偏振光，在全部辐射中，偏振光可以占到75%
4. 同步辐射光具有脉冲时间结构
5. 高度准直，同步辐射光是一种比普通激光更好的**行光束
6. 光源十分洁净，因为同步辐射光源是在超高真空（真空度为10^-7~10^-9帕斯卡）的储存环内产生的，所以不存在普通光源中的各种杂志光的干扰。
7. 波谱是精确的，强度，角分度和能量分布都是可以精确计算的。

三、装置简图：
不同的同步辐射装置可能会由不同的设备构成，但是大体上是需要某几个主要部件的，
以中国最先进的第三代光源：上海同步辐射光源（SSRF）为例，可以分为以下几个部分：

1.150MeV电子直线加速器、周长180米的全能量增强器和注入/引出系统）
这一部分可以统一看成电子束源，作用是提供电子束并使其加速到所需能量。

2、电子储存环（周长432米，能量3.5GeV）
顾名思义，储存环的作用是用来储存高速运动的电子。电子束以接近光的速度在闭合环形的真空电子储存环中运行，并在拐弯时放出同步辐射光电子。储存环是同步辐射光源的主体与核心，它的性能直接决定了同步辐射光源性能的优劣。为了保证向用户提供在空间位置上高度稳定的同步辐射光，电子束轨道的稳定需要被控制在微米量级。

3、光束线
光束线沿着电子储存环的外侧分布(切线方向)，它起着用户实验站与电子储存环之间的桥梁作用。你可以将其看成一道闸门，这道“光闸”将从电子储存环引出的同步辐射光束“条分缕析”出从远红外到硬X射线等不同波长的同步射光，并按用户要求进行准直、聚焦等再加工，然后输送到用户实验站。

4、实验站
在实验站，同步辐射光被“照射”到各种各样的实验样品上，同时科学仪器记录下实验样品的各种反应信息或变化，经处理后变成一系列反映自然奥秘的曲线或图像。科学家和工程师们不仅可以利用强大光速快速测定蛋白质三维晶体结构，还能完成对超大规模集成电路的“精雕细刻”。

贴两张同步辐射装置的平面简图：

上海同步辐射光源（SSRF，图片来自网络）

日本同步辐射装置Spring-8（图片来自网络）

四、同步辐射的应用