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短波自由电子激光产生的从极紫外(XUV)至硬X射线范围内连续可调的超强、超快和高相干性的脉冲辐射，为研究原子、分子和团簇中的超快电子和结构动力学过程开辟了新的途径。从原子的少光子单电离、少光子多电离和多光子多电离过程，到单脉冲的分子结构成像和时间分辨的分子动力学，再到团簇中的超快能量和质子转移过程，短波自由电子激光的应用非常广泛，并且取得了一系列重大的成果。通过一些科学案例，梳理了短波自由电子激光在原子、分子和团簇领域的研究进展。最后，总结了短波自由电子激光目前在该领域取得的成就，并展望了未来发展趋势。