2004年，由于激光器技术成熟了，1979年的想法才得以实现。用激光做加速器的想法第一次非常完美的实现是在2004年，当时英国、法国、美国的三家实验室在同一时间共同的宣布利用激光获得一个很小型化的加速器。这一成果实现了我们25年前提出的那个梦想，这是非常伟大的事件。它被称为“梦之束”。

这个首秀得到电子能量还不够，大约只把电子加速到了

2006年第一次实现了达到十亿量级的电子加速器。能量指标虽然达到了，但很多其他的性能跟我们传统加速器还是没法比，而解决这些问题花的时间就长得多，直到现在还没有完全做到。我们希望造出一个能量高、尺寸小、其他性能也能够同传统的加速器相比的激光加速器。为了实现这一目标，包括中美在内，全世界的很多团队在努力。大家都想解决这个问题，都在赛跑，基本上也是同一时刻提出了一个新的方法来解决激光加速器获得的电子束的品质不够高的问题。

大家从图中可以看到，从2004年的突破、2006年到达十亿电子伏特之后，能量提升就很困难了，经过了非常漫长的发展过程才遇到了第二个上升的台阶，实现能量和其他性能的共同提高。现在，激光加速器在可遇见的未来真的是可以做一些更加宏伟的科学探索了。如果用传统办法做一个

反过来，由于加速器的快速发展，也给激光领域带来了很多前所未有的新发展。最典型的例子就是短波长激光。大家知道拍胸片的X光波长是纳米量级，我们是不是能够产生这么短波长的激光呢？围绕这个目标，全世界科学家经过了长期探索，但是一直没有找到一个最佳的解决方案。但直线加速器的快速发展，它使电子束流的品质可以非常好，在单位时间单位体积里面，同样的能量的电子数很多。基于这样的原理，国际上，美国斯坦福、日本的理化所、德国汉堡，先后做了三台波长约0.1纳米的激光器。这是基于加速器做出来的，至今为止，加速器是产生短波长激光最佳的手段。

现在在我们的张江科学城就有加速器光源，又有激光光源，实现了从长波长到短波长全面覆盖，从而实现很全面的科学探索，这要归功于我们的加速器。一直以来，我们希望通过激光器缩小加速器的体积，又通过加速器产生品质性能很好的激光，因此我们想要做出一个小体积、高性能的短波长激光器。在去年（本报告演讲时间为2021年9月），我们把它做出来了：基于激光加速器的X射线自由电子激光。

加速器和激光器技术的结合可以实现一个更加紧凑的光源

它通过激光装置加速电子，把加速器小型化了。目前我们让设备的体积小了20倍，还没有实现三个数量级的小型化。这是第一次用了激光加速器的电子去产生激光，验证了它的原理。像所有科学技术发展一样，原理的突破到未来真正的应用还有一个很长的历程。我们想要的不仅仅是尺寸的小型化，还希望其他性能的提高。特别是，要实现更短的伽马射线激光，加速器和激光器缺一不可。基于激光和粒子的相互作用，我们就有希望产生伽马射线激光。

超强短激光产生高亮度伽马射线源和太赫兹辐射源

要产生兆电子伏特的光子也就是伽马射线光子，需要电子束跟激光束相互的作用。基于相同的原理，更低的电子能量（毫电子伏特）也是很热闹的一个研究领域，叫太赫兹。也同样，它的最佳手段也是把两者来进行相互作用。所以，高能量和低能量区域都离不开这两个手段的结合。

清华大学的科学家提出来，这一技术未来可以做一个车载、总长12米的伽马射线激光源（紧凑型准单能伽马源VIGAS）。

清华大学提出的的车载移动伽马光源方案

伽马光子的能量比医用的X光子的能量要高上100倍，并且还有很高的通量。