馮超：劍指新一代加速器光源大科學裝置——講述中國科學院上海高等研究院“身邊的科學家精神”
馮超研究員，博士生導師。中國科學院上海高等研究院學術委員會委員、上海光源科學中心副主任、加速器物理與激光技術部副主任，自由電子激光物理組組長，上海軟X射線自由電子激光裝置運行總負責人。中國五四青年獎章（集體）、中國青年科技獎、國際自由電子激光青年科學家獎、中國科學院青年科學家獎、上海市自然科學一等獎獲得者。
從空中俯瞰上海張江科學城,有一個外形酷似“鸚鵡螺”的巨型建筑坐落在張衡路上，它就是中國科學院上海高等研究院的上海光源科學中心，簡稱上海光源。上海光源，是基于先進加速器的光源大科學裝置，能幫助科學家們在原子和分子的層次上去研究物質的內部結構，是名副其實的“國之重器”。
在這里，集聚了一批熱血的科研青年，其中，以馮超研究員為代表的85后，深耕加速器光源物理研究，在全相干超快自由電子激光產生與診斷和儲存環(huán)全相干光源研究方面取得了具有重要國際影響力的成果。
馮超曾說，“我的科研生涯一直與我國先進加速器光源的發(fā)展緊密聯系在一起，可以說我是與我國先進加速器光源一起成長的?！?/p>
師從名家，開啟“敢啃硬骨頭”的科研之旅
馮超打小就對物理充滿興趣，2004年馮超考上清華大學工程物理系，師從加速器物理專家唐傳祥教授，第一次接觸到了加速器光源這一前沿研究方向。歷經了好奇、熟悉到熱愛的階段，2008年馮超以優(yōu)異的科研表現，被保送到中國科學院上海應用物理研究所攻讀博士學位，師從加速器和同步輻射光源專家趙振堂院士，開展外種子型自由電子激光新運行機制的理論與實驗研究。困難的事情總是要有人做，大家都不做，就沒有突破，馮超決心以熱愛作擔當，開啟了“敢啃硬骨頭”的科研之旅。
博士學習期間，馮超嚴格要求自己，主動要求開展更有難度的課題，嚴謹對待從儀器操作、實驗設計、測量和計算的實驗全過程。不僅首先發(fā)現回聲型自由電子激光對電子束能量啁啾無響應的新機制，還最早觀察到回聲型自由電子激光的出光放大，對全相干自由電子激光的發(fā)展和應用起了重要作用。
馮超的科研生涯是從我國第一臺高增益自由電子激光裝置——上海深紫外自由電子激光試驗裝置起步。這臺裝置是馮超所在的一個小團隊在設備相對簡陋的情況下，不斷攻堅克難才運行起來的，并最終基于這個裝置取得了國際上領先的研究成果。后來，這個充滿朝氣的團隊獲得了國家的大力支持，先后作為核心力量參與建成了大連相干光源、上海軟X射線自由電子激光等大科學裝置。
馮超在攻讀博士期間的研究工作順利入選中國科學院優(yōu)秀博士論文和Springer Theses系列叢書。該叢書僅收錄全球自然科學領域具有突出的科學成就及對其研究領域產生深遠影響的論文，含金量極高。
集智攻關，做“大膽闖新路”的追光者
博士畢業(yè)后，馮超選擇留在上海光源，繼續(xù)投身于國際上最為先進光源的設計與制造，基于大科學裝置開展國際領先的物理學研究?！拔覀兠總€人都是一個螺絲釘，發(fā)揮自身最大的作用，為上海科創(chuàng)中心的建設添磚加瓦，做新時代的追光者?！瘪T超說。
為了滿足更高的應用需求, 2014年，上海光源開啟了相干性更好、脈沖長度更短、峰值亮度更高的新一代光源——X射線自由電子激光裝置的研制。相比第三代同步輻射光源，X射線自由電子激光裝置可以將微觀世界的快速變化過程拍攝成分子“電影”。
以自由電子激光裝置為代表的新一代光源，是國際科技競爭最激烈的領域之一。楊振寧先生曾說“自由電子激光將給生物、化學等多學科帶來革命性的進展，對21世紀的科學和工業(yè)的影響是無法估計的?！?/p>
作為運行總負責人，馮超發(fā)揮集智攻關、團結協作的協同精神，帶領團隊一起承擔起了我國首臺軟X射線自由電子激光裝置調試、運行和性能升級的重大科技任務。作為一個500多米的大塊頭，軟線裝置的調試極其復雜，涉及數千個參數，任何一個參數出現問題，都會對最終的實驗結果產生影響。在調試初期，機器的狀態(tài)白天差晚上好。于是團隊提出“全天不停機，每天兩班倒”的方案，充分利用凌晨0點至5點的黃金時段進行優(yōu)化。每當調試進展不順利時，馮超總會站出來給大家打氣，努力“再試一次”。在上海高研院黨委的號召下，團隊中的黨員組建了攻堅小組，提出了“黨旗插在中控室”的口號，開啟了“黨員先上”的接力任務，最終解決了裝置建設和運行中的核心技術難題，實現了上海軟X射線自由電子激光裝置的高效運行，標志著我國在X射線自由電子激光裝置研制方面正式步入國際先進行列，為物理、化學、生命科學等諸多領域提供了革命性的研究工具，具有深遠意義。
薪火相傳，吹響“齊心挑大梁”的沖鋒號
說起老一輩的加速器科學家，馮超略顯感性?！八麄兘洺ＵZ重心長地跟我們聊起年輕時，中國的科學研究大環(huán)境整體落后發(fā)達國家?guī)资?，只能跟隨國外的腳步，不斷向人家學習，而今天中國的科研環(huán)境已經有了質的飛躍，不管是國家對科研的投入還是重視程度都達到了前所未有的水平，他們希望我們青年一代抓住歷史機遇，實現從跟隨國外到讓國外跟隨的轉變?！?/p>
深受老一代科學家精神的影響，馮超長期深耕加速器光源物理與關鍵技術研究，參與到了中國四臺高增益自由電子激光裝置的設計和建設中，還在國際上首次提出回聲諧波級聯和基于角色散微聚束的儲存環(huán)全相干光源等新物理機制，以及超快X射線產生和高精度診斷等關鍵技術。部分研究成果被我國光源大科學裝置作為基本方案所采用，保障了這些大科學裝置國際先進的性能，并為我國加速器光源未來發(fā)展提供了可行技術路線。
如今，馮超帶領團隊再次從0到1，敢于“擔重任”、勇于“挑大梁”、積極“唱主角”，承擔上海光源新一代光源預研、上海軟X射線自由電子激光裝置智能化升級、基于先進大科學裝置的極快光脈沖產生等重大任務，向國際領先的新一代光源大科學裝置發(fā)起沖鋒，為構建具有全球影響力的光子科學設施集群和光子科學中心，推動我國的光子科學走向世界前列，實現跨越式發(fā)展，助力科學家們對微觀世界開展前所未有的極致探索，向最前沿的科學研究強勢進軍。
“身處上海高研院，能夠以加速器前沿研究為攻堅方向，第一時間見證和參與到大科學裝置的建設當中，為滿足國家重大戰(zhàn)略需求、解決重大前沿科學問題和核心關鍵技術提供有力的科技支撐，我們何其有幸。心中有夢，則腳下有力。無數個為科研熬的夜，終會成就我們熱愛的光！”馮超回望在上海高研院熱血的七載科研歲月，對未來充滿了無限憧憬和信心。
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