超高能量分辨软X射线光栅单色器与光束线的设计优化
发布时间：2021-11-14 04:45
能量分辨是软X射线光束线（简称“软线”）的核心指标,其本领的高低将直接决定光束线的性能,因此有必要进行系统的研究。本文的目的是在软X射线谱学显微光束线（简称“谱学线”）光栅单色器系统的基础上,对梦之线光栅单色器及聚焦系统进行工程设计优化,采用气体吸收谱方法测试其综合能量漂移,以及金属费米边法测定其超高能量分辨。具体内容如下:分析了光栅单色器系统决定能量分辨的基本参数,计算得到梦之线的能量分辨为44,000@867eV,满足设计要求35,000@867eV,并通过微调光学放大倍数以及在单色器后设置光阑等措施进行热修正,使得热形变造成的4μrad子午面形误差对能量分辨的影响可以忽略不计。具体如下:光学放大倍数7,平面镜子午面形误差0.2μrad,光栅子午面形误差0.1μrad,精密出射狭缝（简称“出缝”）垂直开口20μm,同时已知光源垂直尺寸49.9μm,通过有限元热分析得到的单色器平面镜子午面形误差,造成了能量分辨计算结果降低到31,000@867eV,低于设计要求。分析并优化了单色器能量扫描系统、单色器及出缝的温度稳定性等引起能量漂移的主要因素,得出综合能量漂移为21meV@867eV...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
上海光源总体布局图
） 12.51.2.1.2 光学布局如图1.2是谱学线的光学布局。图 1.2 谱学线光学布局图Figure 1.2 The optical layout of BL08U
图 1.6 梦之线光学布局图Figure 1.6 The optical layout of BL09U光束线距光源点 20m 处，设置一台白光四刀狭缝来定义后续束线的接收角（约为 4σ光斑尺寸），在使用高能段 EPU 时，其水平接收角 0.14mrad，垂直接收角 0.05mrad，对应的狭缝开口尺寸为 2.8×1.0 mm2（H×V），同时该狭缝可吸收大部分的热功率，降低下游元件的负担。第一块光学元件距离光源点22m，选用平面镜（M1）使入射光水平偏转2.4o，主要用于抑制高次谐波并吸收热功率，降低下游元件的负担。随后的光栅单色器距离光源点 27m，采用 SX700 模式，由 1 块平面镜（M2，分两个镀层区域，分别镀 Ni 和 Au）和 4 块平面光栅（Gr，不同刻线密度/镀层）组成，两者均可横向进行切换。
【参考文献】：
期刊论文
[1]上海光源实验大厅地基振动规律及相干性分析[J]. 宋丽,李中亮,薛莲,徐中民,王劼. 噪声与振动控制. 2016(05)
[2]SSRF波荡器EPU148动力学积分场效应磁场垫补[J]. 张淼,周巧根. 核技术. 2016(07)
[3]基于微通道板的电离室及其在同步辐射中的应用[J]. 李俊琴,邹鹰,陈振华,薛莲,王勇,邰仁忠. 核技术. 2016(05)
[4]极高分辨变包含角平面光栅单色器关键技术及检测方法研究[J]. 卢启鹏,宋源,龚学鹏,马磊. 中国光学. 2016(02)
[5]Latest advances in soft X-ray spectromicroscopy at SSRF[J]. 张立娟,许子健,张祥志,于怀娜,邹鹰,郭智,甄香君,曹杰峰,孟祥雨,李俊琴,陈振华,王勇,邰仁忠. Nuclear Science and Techniques. 2015(04)
[6]高分辨宽能段软X射线光束线热负载影响与修正[J]. 石应波,王勇,邰仁忠,丁洪. 激光与光电子学进展. 2014(07)
[7]前置平面镜热负载对变包含角平面光栅单色器分辨率的影响[J]. 宋源,卢启鹏,彭忠琦,龚学鹏. 中国光学. 2014(01)
[8]同步辐射发展六十年[J]. 麦振洪. 科学. 2013 (06)
[9]软X射线谱学显微光束线单色器结构设计及精度测试[J]. 龚学鹏,卢启鹏,彭忠琦. 光学学报. 2013(02)
[10]谱学显微光束线光斑水平漂移分析与检测[J]. 马磊,卢启鹏,彭忠琦. 光学精密工程. 2012(03)
博士论文
[1]上海光源高热负载前端区的系统设计与研究[D]. 李勇军.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2016
本文编号：3493989
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
上海光源总体布局图
） 12.51.2.1.2 光学布局如图1.2是谱学线的光学布局。图 1.2 谱学线光学布局图Figure 1.2 The optical layout of BL08U
图 1.6 梦之线光学布局图Figure 1.6 The optical layout of BL09U光束线距光源点 20m 处，设置一台白光四刀狭缝来定义后续束线的接收角（约为 4σ光斑尺寸），在使用高能段 EPU 时，其水平接收角 0.14mrad，垂直接收角 0.05mrad，对应的狭缝开口尺寸为 2.8×1.0 mm2（H×V），同时该狭缝可吸收大部分的热功率，降低下游元件的负担。第一块光学元件距离光源点22m，选用平面镜（M1）使入射光水平偏转2.4o，主要用于抑制高次谐波并吸收热功率，降低下游元件的负担。随后的光栅单色器距离光源点 27m，采用 SX700 模式，由 1 块平面镜（M2，分两个镀层区域，分别镀 Ni 和 Au）和 4 块平面光栅（Gr，不同刻线密度/镀层）组成，两者均可横向进行切换。
【参考文献】：
期刊论文
[1]上海光源实验大厅地基振动规律及相干性分析[J]. 宋丽,李中亮,薛莲,徐中民,王劼. 噪声与振动控制. 2016(05)
[2]SSRF波荡器EPU148动力学积分场效应磁场垫补[J]. 张淼,周巧根. 核技术. 2016(07)
[3]基于微通道板的电离室及其在同步辐射中的应用[J]. 李俊琴,邹鹰,陈振华,薛莲,王勇,邰仁忠. 核技术. 2016(05)
[4]极高分辨变包含角平面光栅单色器关键技术及检测方法研究[J]. 卢启鹏,宋源,龚学鹏,马磊. 中国光学. 2016(02)
[5]Latest advances in soft X-ray spectromicroscopy at SSRF[J]. 张立娟,许子健,张祥志,于怀娜,邹鹰,郭智,甄香君,曹杰峰,孟祥雨,李俊琴,陈振华,王勇,邰仁忠. Nuclear Science and Techniques. 2015(04)
[6]高分辨宽能段软X射线光束线热负载影响与修正[J]. 石应波,王勇,邰仁忠,丁洪. 激光与光电子学进展. 2014(07)
[7]前置平面镜热负载对变包含角平面光栅单色器分辨率的影响[J]. 宋源,卢启鹏,彭忠琦,龚学鹏. 中国光学. 2014(01)
[8]同步辐射发展六十年[J]. 麦振洪. 科学. 2013 (06)
[9]软X射线谱学显微光束线单色器结构设计及精度测试[J]. 龚学鹏,卢启鹏,彭忠琦. 光学学报. 2013(02)
[10]谱学显微光束线光斑水平漂移分析与检测[J]. 马磊,卢启鹏,彭忠琦. 光学精密工程. 2012(03)
博士论文
[1]上海光源高热负载前端区的系统设计与研究[D]. 李勇军.中国科学院研究生院(上海应用物理研究所) 2016
本文编号：3493989
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3493989.html
