1MHz（兆赫兹级重复频率）是大科学装置领域衡量激光与加速器性能的核心指标，指设备每秒可发射 100 万次脉冲的工作能力。目前全球 X 射线自由电子激光装置正竞相向 1MHz 重复频率演进，中国深圳在建的 S3FEL（深圳产业转型升级自由电子激光 / 软 X 射线自由电子激光装置）是其中代表性项目之一。
S3FEL 与 1MHz 级装置的近期进展
1MHz 重复频率为何成为竞争焦点
传统自由电子激光装置多工作在几十至几百赫兹量级，单次实验能采集的样本数据有限。提升到 1MHz 级别后，单位时间内的 X 射线脉冲数量提高数个数量级，意味着研究人员可以观察更快的动态过程、完成更高通量的结构解析，这对蛋白质成像、电池材料演化等研究尤为关键。
不过，1MHz 带来的挑战同样明显：高频运行对超导直线加速器、电子枪、束流诊断以及数据采集与存储系统都提出更高要求，散热与探测器响应速度也是绕不开的工程难题。目前国际上仅有少数装置实现了兆赫兹级运行，多数项目仍处于关键技术攻关阶段。
当前焦点与观察点
S3FEL 2032 年的建成节点意味着其核心部件——尤其是决定重复频率上限的超导加速模块——将在未来数年内陆续定型与测试。业界关注的方向包括：装置能否稳定达到设计重复频率、超高重复频率下的束流质量能否满足实验需求，以及相关超导与探测器技术能否外溢至工业与医疗领域。随着深圳项目的加速推进，中国在高重复频率自由电子激光领域的国际位次有望逐步清晰。