硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）的三號波蕩器（FEL-III）發出能量範圍為10-25 keV🧝🏿♂️，對應波長為0.1-0.05 nm的X射線🧖🏿。三號線分總體建立於這條光束線🧈，利用硬X射線自由電子激光的以下特性：（1）超高峰值亮度、（2）超短脈沖☦️、（3）相幹性、（4）隨機光譜、以及（5）原子尺度的波長，建立單脈沖下的X射線衍射、X射線散射與X射線光譜學這三大類方法學🙌🏽。光束照射到串聯而建的三個實驗站👽：距離光源最近、位於四號井的硬X射線超快譜學實驗站（HXS），以及位於一公裏後五號井的串行晶體學實驗站（SFX）和相幹衍射實驗站多功能材料成像子系統（CDE-IEM）⛎⛹🏿♂️。
硬X射線超快譜學實驗站（HXS）主要實驗平臺為高能量分辨率的X射線光進-光出（PIPO）譜儀，結合泵浦-探測技術可實現飛秒時間分辨。實驗站覆蓋的元素範圍為：從31號镓元素到46號鈀元素的K邊👆🏼，以及從72號鉿元素到97號錇元素的L邊。可實時觀測物質體系受激發後能量或電荷傳遞、轉移的超快過程，揭示復雜體系光致反應的本質和歷程，可應用於生命科學、環境科學🥇👱🏻♀️、材料科學、能源催化等多學科領域（布局見圖1）。
圖1：硬X射線超快譜學實驗站（HXS）布局示意圖。
串行晶體學實驗站（SFX）利用X射線自由電子激光的超高亮度及超短脈沖，通過衍射的方法獲得生物大分子晶體的結構信息（在結構被破壞前完成探測）👐。本實驗站適用於外形尺寸在10微米至亞微米尺度的生物大分子晶體結構解析🧔♂️。此外，通過泵浦-探測技術，還可開展生物大分子在毫秒至飛秒時間尺度的時間分辨結構研究。實驗站布局見圖2。
圖2：串行晶體學實驗站（SFX）布局示意圖🩺。
相幹衍射實驗站多功能材料成像子系統（CDE-IEM）利用X射線自由電子激光的超強、飛秒、全相幹脈沖🥋🔕，提供以“前散射”為主的實驗方法𓀏，包括相幹X射線衍射成像（CDI）🤼♂️、X射線光子關聯譜（XCPS）以及時間分辨的小角和廣角散射（tr-SAXS, tr-WAXS）等技術，為揭示材料的高時空動態變化過程（飛秒時間尺度✡︎🧍♀️、原子空間尺度）提供先進研究平臺。
圖3🪷：相幹衍射實驗站多功能材料成像子系統（CDE-IEM）布局示意圖🔴。
