人類對物質(zhì)世界的探索是沿著對越來越高的空間分辨率和越來越高的時間分辨率的追求而展開的，在這個探索的過程中，最重要的努力方向之一便是發(fā)展更高空間分辨率和更高時間分辨率的儀器。這些新儀器帶來的分辨率的提升往往會帶來科學(xué)研究中新的發(fā)現(xiàn)，并推動人類的知識水平向前發(fā)展。例如，望遠鏡的發(fā)明讓人類看得更遠，有力地打破了長期以來居于統(tǒng)治地位的“地心說”，實現(xiàn)了天文學(xué)的根本變革，改變了人類對自然、對自身的看法；顯微鏡的發(fā)明將人類的探索深入到微觀世界，將分子、原子、納米器件等展現(xiàn)在了人們眼前；激光的發(fā)明則使得研究更快的過程成為可能，為“超快”和“超小”的融合搭建了橋梁，使得人類能在原子尺度研究超快的動力學(xué)過程。
　　加速器是用人工方法將帶電粒子加速到高能量的裝置。過去幾十年里，加速器在科學(xué)研究中發(fā)揮著不可替代的作用，推動著人類對物質(zhì)世界的探索向前發(fā)展。加速器過去主要為各類研究提供大科學(xué)裝置，如用于粒子物理研究的高能對撞機，為材料、化學(xué)、能源、生命科學(xué)提供X光源（同步輻射和自由電子激光）及中子源（散裂中子源）等。近年來，利用加速器產(chǎn)生的脈沖電子直接用于超快科學(xué)研究成為國際上的研究熱點之一。
　　基于加速器的兆伏特能量快快電子探針與X光相比更容易獲得，與千伏特低能電子相比具有更低的空間電荷力，同時由于電子對樣品的損傷遠小于X光，且具有更短的波長可獲得更大的倒易空間，因此已廣泛用于超快和超小領(lǐng)域的科學(xué)研究，是X光自由電子激光大科學(xué)裝置的有益補充。
　　基于加速器的兆伏特能量級超快電子衍射和超快電子透鏡相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用方面的研究是國際上近十年來剛剛開展的前沿方向，與自由電子激光類似，均是利用加速器產(chǎn)生的高品質(zhì)超短電子束開展超快科學(xué)的研究。我國在此領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先的水平。上海交通大學(xué)課題組正在承擔(dān)此方面的國家重大科研儀器設(shè)備研制項目，將研制世界最高水平的基于加速器的超快電子衍射與超快電鏡裝置。本書將結(jié)合課題組近年來的工作對該研究領(lǐng)域進行系統(tǒng)介紹，包含大量課題組對該研究方向的最新理解和新原理、新概念，希望能為同行研究提供有益的參考。
　　由于編者水平所限，書中存在的不足敬請讀者批評指正。