超快电子衍射（ultrafast electron diffraction; UED），工学-光学工程-光学传输-瞬态光学，超快电子衍射是一种允许以超高时间分辨和亚埃空间分辨表征待测材料结构动力学的超快诊断技术，其既可“察微”又能“观瞬”。得益于电子高散射截面带来的低穿透深度（对比X射线），超快电子衍射非常适合气体、表面和自支撑薄膜的研究，开启了化学、材料科学、凝聚态物理以及物理生物学中以“结构-动力学-功能”三者集成研究微观世界的可能性。典型的超快电子衍射装置结构如图1所示，主要由飞秒激光器、超快电子枪、泵浦-探测光路、样品室、探测系统以及超高真空系统等组成。利用飞秒激光脉冲激励样品，随之产生的动力学过程经由超短电子脉冲探测，通过恰当地选择参考帧，即选取泵浦激光脉冲到来之前（t<0）和之后（t>0)）若干正时间轴上的不同点，便可建立起瞬态结构的时空演化过程。在超短脉冲激光激发下，晶格运动会导致布拉格衍射峰的位置和强度发生相应的改变，如图2所示，例如晶面的膨胀或收缩会导致布拉格衍射峰位置发生改变，晶面间距的不均匀会导致布拉格衍射峰展宽，晶格长程有序性的损坏会导致衍射峰强度降低。