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LBNL的先进光源（Advanced Light Source,简称ALS）是美国的国家用户装置，它产生强光，用于科学和技术研究。作为世界上紫外线和软X射线束流最亮的光源和在其能区内世界上第一台第三代同步辐射光源，ALS使以前不可能进行的研究成为可能。该装置欢迎来自世界上的各大学、工业部门和政府实验室的研究人员。其经费由美国能源部基础能源局提供。
原建筑坐落在东湾山上，俯瞰旧金山湾，1942年竣工。该建筑由Arthur Brown, Jr.（旧金山市Coit城堡的设计师）设计, 建穹顶结构是为了放置LBNL与E.O.Lawrence同名的184英寸的回旋加速器。该加速器是Lawrence首台回旋加速器的改进型，他因发明首台回旋加速器而获1939年诺贝尔物理奖。今天，扩建的建筑物中安装有ALS。它是一台第三代同步加速器和国有用户装置，吸引了世界上的科学家。ALS于1987年开始建造，1993年3月建成，同年10月22日投入运行，造价为9950万美元。工作人员共有185人，访问研究人员和学生每年1200多人，而且人数在不断增加。
ALS的工作原理
当磁铁迫使电子在一个圆形轨道中以接近光的速度运行时，电子放射出亮的紫外和X射线光，这些光照在光束线到实验的端站。
储存环中的粒子性质：电子的额定能量为1.9 GeV
电子束的尺寸；~ 0.20 mm x 0.02 mm (大约人的一根头发的尺寸)
运行的光束线：27+束流测试设备
可能的光束线数量: 60
ALS的亮度多大？
ALS在电磁光谱的X射线区产生的光，亮度比太阳高10亿倍。这个非同寻常的工具为开展材料科学、生物学、化学、物理和环境科学最现代化的研究提供空前的机会。正在进行研究题目包括物质的电子结构、蛋白质结晶学、臭氧光化学、生物样品的X射线显微学和光学测试。
ALS的用途
ALS是个研究设施，科学家们利用它来
研究物质的特性；
分析样品，获得为量元素；
探明原子和分子的结构；
研究生物标本；
了解化学反应；
制造精微机器。
ALS产生带有特殊质量的主要是X射线的光（右上图）。科学家们利用这些X射线作为他们开展工作的工具，正如牙医用X 射线作为工具一样。
从不同研究项目的许多科学家可同时使用ALS。例如，一位科学家可检查泥的样品，寻找微量的有毒污染物，而另一位可同时研究聚合物，发现分子是如何排列的。事实：X射线具有比可见光还短的波长。但两者都是光，又称电磁辐射。
为什么ALS这样大？
为产生科学家们需要的波长和亮度的光，ALS的设计者们必须创造出一台大机器来。它最大的部件—储存环的直径为一个足球场长度的三分之二。
储存环是个管状的真空室，确保
电子束以接近光的速度在储存环内运行；
维持电子束的高能量。
ALS的结构
 
ALS的直线加速器与同步加速器
 
ALS的储存环与波荡器
 
ALS的束线与实验站
ALS的束调管
为什么ALS是个有用的工具？
ALS在电磁光谱的远紫外和软X射线区产生光。该光的波长为0.0001微米到0.1微米。
为什么ALS是研究物质的良好工具，其原因如下：
原因1
ALS的光可穿透物质。正像牙医用X射线看你齿龈内部一样，科学家们利用ALS的光观察物质的内部。
原因2
小于所用光波长的任何东西都不可能“看到”。所以要研究原子或分子，必须用相当或小于它们尺寸的光波。ALS产生的光，其波长约为原子、分子、化学键的尺寸和晶体中原子位面之间的距离。
原子、化学键和晶体中原子位面之间的距离全为几个埃，大约与ALS的光的波长相同。
原因3
来自ALS的光子（或光的粒子）具有与原子中许多电子发生相互作用的恰当能量。下面的图显示光照在物质上以后可能发生的情况。
电子可吸收光子的能量并从物质逃脱（如图上部所示）。十九世纪晚期，科学家们观测到了这个现象，并把其称为光电效应。
或物质原子中的电子可吸收光子的能量，并跳到一个更高的能级。电子这样做时，其原子就称为“激发”。很快电子就失去多余的能量，返回到较低的能级 – 这一过程被称为退激。这一失去的能量常常以光子的形式从原子逃脱。激发和退激如图下部所示。
ALS的科学家们探测和分析正逃脱的电子或光子，以期更多地了解他们所发现的原子和物质的结构和行为。这样的分析要达到许多目的，例如：
从发射样本中，探测稀有元素的存在和数量；
提供显示物质结构的图像。
原因4
 ALS是美国亮度最高的软X射线。这里产生的X射线比牙医机器中用的最大功率X射线管产生的X 射线的亮度高一亿倍。高的亮度意味着X射线高度集中。每秒X射线光子可被引导到一种材料的极小区域。
原因5
除了它们的亮度外，ALS的X射线具有其他的有用特性，像可调谐性、接近相干性、脉冲性质和极化。
既然ALS产生X射线，那么为什么科学家们就不能像牙医那样仅用X 射线管而非用ALS呢？
实验室和牙医室有X射线管，它们继续用于许多实验。但当ALS用来研究多数材料时，它比X射线管具有优越性。
一个明显的优点是X射线束流延续的时间长度。ALS 的束流延伸数小时，而X 射线管的束流往往有限。科学家不能利用X射线管产生的光用于需要很长时间的实验，例如扫描材料表面寻找杂质。
来自ALS的X 射线还具有与构成多数普通材料的较轻原子中的许多电子繁盛相互作用的恰当能量。相互作用必须发生；否则实验不会产生信息。X射线管比ALS产生更高能量的光子–使由像金(Au)这样的非常重的元素组成的物体成像的优势。但是这些高能光子正好通过由轻原子组成的物质，根本不发生相互作用。
ALS的最大优点是它的亮度。你可以将ALS的X射线束流与激光加以比较，X射线管的X射线束流与泛光加以比较。虽然它们两个每秒都可能产生相同数量的光子，但是ALS 产生的光子集中在一个小的区域，而X射线管产生的光子则分布的到处都是。光子较高集中在比较小的区域，可使科学家们增加他们实验的特异性。他们可以研究较小的物体或选择更特殊的光子能量（eV的十分之几）以研究非常特殊的目标。
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