美国伯克利国家实验室的先进光源（Advanced Light Source，ALS）是世界上亮度最高的软X射线光源之一，拥有40多条波束线，每年服务2000多名用户开展能源科学、地球与环境科学、材料科学、生物学、化学和物理学等领域的基础、应用和工业研究。

近期，伯克利国家实验室发布了2019财年《先进光源五年战略规划》，列出了ALS在量子材料研究与发现、多尺度结构与动力、化学转化、地球环境与生物系统四个学科领域的优先发展目标。

（1）量子材料研究与发现

利用自旋波有效测量量子材料的自旋分辨带结构；在超低温度下测量外来电子相的超高能量分辨率；低温条件下的高磁场量子材料的磁显微镜研究，空间分辨率≤10nm；使用共振软X射线光谱法测量电磁场和其他有序相，空间分辨率≤100nm；测量电子和自旋波动，低至纳秒级的时间尺度；利用软X射线工具，结合X射线微衍射和红外纳米光谱以及原子力显微镜等非同步辐射方法进行多模态测量；在使用电流、应变和电磁场/光学场的现场/操作条件下，将工具应用于样品和设备。

（2）多尺度结构与动力

在具有化学、磁性和形态敏感性的操作条件下，对从纳米到毫米尺度的功能非均质材料进行光谱显微和层析测量；利用微弱的X射线能量范围，采用显微镜和共振散射法研究生物、地质和能量材料；共振相干共振散射研究软质和硬质、固/液界面系统和膜中的化学和物理异质性和动态过程。

（3）化学转化

使用相干散射、红外、X射线对表面化学过程进行多模态光谱和结构测量；动态测量射流和电化学电池中化学反应进展；使用成像光谱仪和干涉仪的高通量X射线发射光谱。

（4）地球环境与生物系统

跨平台样品环境，用于在原位/操作/活体条件下以及极端压力和温度下，使用红外、散射和衍射技术测量材料和生物样品；在具有化学和结构敏感性的纳米和微米尺度上对地质和生物材料进行二维和三维层析测量；在红外和软、硬X射线范围内使用相干散射探针动态研究生物过程；利用ALS的高亮度开展大分子晶体学。