蘇州大學王照奎教授的課題組是上海光源的“常客”，差不多每個月都會來一次。這位“高被引”科學家，近日入選斯坦福大學發布的2023“全球前2%頂尖科學家榜單”，他被引用最多的一篇論文研究的是目前國際前沿之一的鈣鈦礦光伏材料與器件。

用鈣鈦礦材料做太陽能電池，相比傳統材料成本更低、光電轉換效率更高，但這種材料在沉積薄膜和制備器件時常伴隨著缺陷的產生，影響器件的效率和穩定性。正是借助上海光源，王照奎課題組深入理解了表面缺陷鈍化的調控機制。“上海光源可以看到微觀世界，這對於探索性研究非常重要，我們得以更好地理解未知，提高器件的效率和穩定性，加快推進鈣鈦礦光伏的產業化進程。”他告訴解放日報·上觀新聞記者。

進入21世紀后，物理學界的三項重大突破即中微子振蕩、希格斯玻色子和引力波，都是通過大科學設施發現的。大科學設施提供了極限研究手段，是一個國家創新體系的重要組成部分。

一台大科學設施產出的不僅僅是科技成果，還有難以量化的“溢出”效應。上海正以聚焦和服務國家戰略的“站位”，圍繞光子、生命、能源、海洋、人工智能等領域布局重大科技基礎設施集群，已建、在建和規劃建設的設施多達20個，為中國的原始創新提供“國之利器”。

【上海光源二期線站工程全面建成】

作為我國大陸第一台第三代同步輻射光源，上海光源是我國目前用戶數量和成果產出最多的大科學裝置，為近700家科研單位和企業的6.3萬名科學家和技術人員提供服務，平均每年約4500人次，與歐美同類光源相當。

今年9月，上海光源二期線站工程全面建成，今年用戶預計可達近萬人次。評審專家認為，上海光源的綜合能力實現了跨越式提升，整體性能位於國際上第三代光源的前列水平。

從2016年啟動建設的上海光源二期線站工程採取“建好一批開放一批”的模式，試運行期間已安排199家單位的1152項實驗課題，用戶發表高水平科學論文368篇﹔為國內23家科技領軍企業開展技術攻關，提供定制化技術解決方案。

中國科學院上海高等研究院副院長、上海光源中心常務副主任邰仁忠告訴解放日報·上觀新聞記者，經過二期線站工程建設，上海光源已有34條光束線、46個實驗站服務用戶，具備先進的綜合實驗能力與用戶支撐能力。

上海光源推動了我國結構生物學跨越式發展，為新藥研發提供了重要手段。2019年在美獲批上市、第一款由中國企業自主研發的抗癌新藥澤布替尼，正是利用上海光源，獲得了其與靶點蛋白結合物的高分辨率結構。

至今，上海光源為3748個研究組提供了實驗服務，其中長三角用戶佔比44%。

【從一個到一群】

2016年以前，上海隻有上海光源這一個大科學設施。

目前，張江科學城正在建設全球規模最大、種類最全、綜合能力最強的光子重大科技基礎設施集群，包括上海光源、硬X射線自由電子激光裝置、上海軟X射線自由電子激光裝置、超強超短激光實驗裝置等。這些設施集聚在不到2公裡范圍內，全部建成后，將同時具備靜態結構、動態變化、極高能量這三大微觀領域研究能力。

如果說上海光源可以給分子拍照，正在建設的第四代同步輻射光源“硬X射線自由電子激光裝置”，未來甚至可以給運動的分子拍電影。該裝置是我國單體投資額最大的科技基礎設施，可為物理、化學、生命、材料、能源等多學科提供高分辨成像、超快過程探索、先進結構解析等尖端研究手段，將為我國的基礎科學帶來前所未有的機遇。

上海軟X射線自由電子激光裝置在2021年以國際少有的速度相繼實現了5.6納米、3.5納米、2.4納米和2.0納米自由電子激光放大出光，其“水窗”波段性能領先國際同類裝置。該裝置去年建成，今年正式開放運行，已支撐用戶開展單細胞高分辨率無損結構成像等13項前沿研究。

上海軟X射線自由電子激光裝置

超強超短激光實驗裝置於2017年在國際上首次實現10拍瓦激光放大輸出，2019年再次刷新紀錄——平均峰值功率達到11.7拍瓦、最高峰值功率達到12.9拍瓦。該裝置可以制造出在恆星內部或黑洞邊緣才具有的極端條件，在核物理、天體物理、核醫學等國際競爭熱門領域大有可為。

除了光子領域，上海還面向生命、能源、海洋、人工智能等領域，建設和規劃了一批重大科技基礎設施。比如，我國首個生命科學綜合性研究設施——國家蛋白質科學研究（上海）設施，在上海光源建有“五線六站”，共同支撐了新冠病毒蛋白結構的率先解析和國產新藥研制等﹔“聚變能源項目”則是我國第一個開工的“十四五”國家重大科技基礎設施，也是國內唯一多重特性的可控核聚變研究平台。

國家蛋白質科學研究（上海）設施

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