近年来，一种继电光源、X光源和激光光源之后的新光源——同步辐射光源的崛起，再一次成为推动人类文明前进的动力。同步辐射光源已经成为物理学、化学、材料科学、地质科学、生命科学、医学等众多科学领域中基础研究和应用研究的一种最先进的手段，在工业应用中也有着比激光更为广阔的前景。
什么是同步辐射光源呢?这还得从90多年前令科学家十分头痛的一件事说起。
1919年，英国科学家卢瑟福用天然放射源中的高速氦核（即α粒子）作为“炮弹”，去轰击0.000 4厘米厚的金属箔的“靶”，实现了人类科学史上第一次人工核反应，并发现了原子核的结构，从而激发人们寻求速度更高（也就是能量更高）的粒子来作为“炮弹”研究原子结构。科学家发明了一种叫“加速器”的设备，可以将粒子加速到接近光速。1932年，美国实验物理学家劳伦斯建成的一种回旋加速器，通过磁场和电场的作用，让带电粒子（电子、质子等）在一个圆环中被加速到接近光速。但是，这种回旋加速器使用的是均匀磁场及固定频率的电场，不能改变带电粒子在运行中的方向及速度。1945年，美国科学家麦克米伦发明了一种同步回旋加速器，高频加速电场的频率随着加速粒子能量的增加而降低，使粒子回旋频率与加速电场同步。这是加速器发展史上的一次重大革命。
但是，这种加速器的能量损失很大，大大地阻碍了它的能量提高。1947年，科学家终于找到了问题的症结。原来，在真空中，以接近光速运动的电子束在磁场中沿弧形轨道运动时，会沿切线方向辐射出电磁辐射，这就像我们在下雨天手持雨伞，不停地转动伞柄，在伞边缘的切线方向就会飞出一簇簇水珠一样。因为它是在同步加速器上被发现的，因而被命名为同步辐射。长期以来，同步辐射不受高能物理学家欢迎，它消耗了加速器的能量，阻碍了粒子能量的提高，成了高能物理极力要克服的因素。我们日常的可见光和X光等，也是一种电磁辐射。但同步辐射具有以往所有电磁辐射（光源）不可比拟的优良性能，如波长范围宽（从远红外到X光范围内的连续光谱）、强度和亮度高（是X光的上万到上亿倍）、准直性高（几乎是平行光）、脉冲宽度只有10—11秒、脉冲间隔达10—9秒等，可以提供十几到几十小时的稳定光束。丑小鸭终于变成了白天鹅。从20世纪70年代开始，各国竞相开展了同步辐射的应用研究，其卓越的性能为人们开展科学研究和应用研究带来了广阔的前景。同步辐射光源也被科学家称之为第四代新光源。
目前，同步辐射光源已经历了三代的发展。
第一代同步辐射光源是利用同步加速器所发射的同步辐射进行科学研究的。它是一种“寄生”在同步加速器和储存环上的同步辐射，如北京高能所同步辐射装置（BSRF）。这种同步辐射光源由于在储存环中运动的电子并不都是沿同一轨道运动，它们的运动轨道大多会偏离理论轨道，使得电子束团有一定的横截面和发散角，造成发射度（即横截面和发散角的乘积，单位为“纳米·弧度”）较高，达几百纳米·弧度，远远不能满足科学研究和实际应用的要求。
第二代同步辐射光源的发射度降低到50 ~ 150纳米·弧度，例如合肥同步辐射装置。科学家发现在储存环中加入插件，可以使同步辐射的亮度提高上千倍，比通常实验室用的最好的X光源要亮1亿倍以上，发射度小到10纳米·弧度、光斑水平大小为100 ~ 200微米、束斑垂直大小仅为5 ~ 10微米。
现在，第三代同步辐射光源已经出现在世界各国。“上海光源”就属于先进的第三代同步辐射光源，它的光源能量位居世界第四，仅次于日本Spring—8、美国APS、欧洲ESRF三台高能同步辐射光源，是目前世界上性能最好的中能光源之一。
同步辐射光源示意图
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