近期，由biwn必赢孙世刚院士担任项目负责人的国家重大科研仪器设备研制专项“基于可调红外激光的能源化学大型实验装置（FELiChEM）”的研制工作取得重要进展。该项目于2014年启动，总经费8500万元，由厦门大学、中国科学技术大学、复旦大学和中国科学院大连化学物理研究所共同承担。该大型实验装置包含一台可调谐红外自由电子激光光源，以及固液、固气表界面光谱，高空间分辨光谱，超快时间分辨光谱，光解离光谱和光激发光谱5个实验线站。该装置是国内首台红外自由电子激光用户装置，也是国际上首台面向能源化学领域研究的红外自由电子激光装置。建后将显著提升从原子、分子水平研究固/气和固/液表界面过程、团簇结构及其反应动力学和红外振动态激发分子反应动力学的能力，有力推动解决能源材料化学领域若干前沿科学问题。该大型实验装置作为一个重要的能源化学研究平台，最终将落户在同步辐射国家实验室（中国科学技术大学），面向全球开放运行。
2020年5月，项目组的国家同步辐射实验室工程团队通过反复调试红外自由电子激光装置（Infrared Free Electron Laser，IRFEL），细致优化电子束流、波荡器参数和光束线反射镜姿态，实现了中红外波段自由电子激光的高功率稳定输出和高效传输，调谐范围达到2.5 ~ 50 μm，宏脉冲宽度3~5 μs，最大微脉冲能量超过80 μJ，超过项目计划书中的验收指标（图1）。6月，光束诊断系统完成全部技术验证，实现对低重频、超短脉冲红外激光光强和波长数据的精确诊断。7月，厦门大学承建的固液、固气表界面光谱和超快时间分辨光谱，以及复旦大学承建的高空间分辨光谱3条实验线站已分别完成了光路搭建与调试工作，顺利实现与红外自由电子激光光束线对接。其中，由我校承建的固液、固气表界面光谱实验线站获得了首张红外自由电子激光的红外吸收光谱图（图2）。
图1左图：红外自由电子激光光源总体；右图：红外自由电子激光光斑（波长：9.9 mm）
图2左图：红外自由电子激光波长诊断结果（带宽~1%）；右图：基于IRFEL光源采集的聚苯乙烯红外吸收光谱与常规傅里叶红外光谱仪采集的红外吸收光谱的比较：光谱分辨率4 cm-1；扫描次数：IRFEL谱1次，标准谱32次。
接下来，项目组将在现有工作基础上进一步密切合作，努力完成各项参数的优化和装置的整体调试，力争尽快全面达到验收指标，为能源化学领域的科学研究提供高质量的红外自由电子激光光源和先进的研究平台。
（项目办公室供稿）
