高精度X射线反射镜加工关键技术研究

发布时间：2022-04-27 20:10

　　同步辐射光源具有高通量、高亮度、宽频谱等独特性能,被广泛应用于众多前沿科学领域,并取得了一系列的重大科研成果。近年来随着即将启动的北京光源和硬X射线自由电子激光装置建设,以及正在建设中上海光源二期光束线,对高精度X射线反射镜面形提出了更高的面形精度要求和更大的数量需求。目前,X射线反射镜由于其自身的应用特点,普遍采用面形误差斜率作为测量和评价指标。然而我们所熟知的计算机控制确定性光学加工,所有的模型和计算都是基于面形误差高度所进行的,同步辐射X射线反射镜在加工检测上的矛盾加急了高精度X射线反射镜的加工难题,国内尚不具备此类高精度X射线反射镜加工能力。因此本文围绕上述高精度X反射反射镜加工难题,主要开展了以下几个方面的研究工作:1.建立了基于面形误差斜率的确定性加工模型。通过理论分析与仿真研究了传统高度加工模型下X射线反射镜的加工问题,指出了原始测量数据误差斜率到加工数据误差高度的转换过程会引入不可忽视的数据转换累计误差,该误差是制约X射线反射镜高度加工模式下实现高精度加工的主要因素。因此,提出并建立了新的基于面形斜率的加工模型,该模型直接利用初始测量所得面形误差斜率数据,避免了误差斜率... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高精度光学零件加工技术
        1.2.2 X射线反射镜加工发展现状
    1.3 论文主要内容
第二章 基于斜率误差表达的 X 射线反射镜加工模型
    2.1 传统加工理论模型
        2.1.1 高度加工模型
        2.1.2 斜率评价指标特性
        2.1.3 X射线反射镜高度加工模式抛光工艺流程
        2.1.4 数据转换误差分析
    2.2 基于面形误差斜率表达的加工模型
        2.2.1 基于面形误差斜率表达的一维加工模型
        2.2.2 基于面形误差斜率表达的二维加工模型
    2.3 本章小结
第三章 一维斜率加工模式下驻留时间求解与优化
    3.1 斜率去除函数基本模型
        3.1.1 斜率去除函数实验建模
        3.1.2 斜率去除函数提取实验
        3.1.3 特性分析
    3.2 一维斜率模式驻留时间求解方法
        3.2.1 非负最小二乘算法
        3.2.2 约束最优化问题的有效集方法
    3.3 一维斜率模式修形试验
    3.4 本章小结
第四章 二维斜率加工模式下驻留时间求解与优化
    4.1 二维驻留时间求解线性方程组模型
    4.2 二维驻留时间求解算法
        4.2.1 非负重启LSQR算法
        4.2.2 驻留时间求解参数仿真优化
    4.3 仿真对比分析
        4.3.1 与约束最优化问题的有效集方法比较
        4.3.2 与高度模式比较
    4.4 本章小结
第五章 高精度X射线反射镜修形工艺研究
    5.1 X射线反射镜工艺路线
        5.1.1 高度模式和斜率模式组合修形工艺路线
        5.1.2 修形仿真分析
    5.2 X射线反射镜样件修形实验
        5.2.1 实验条件简述
        5.2.2 硅镜1#高度模式加工实验
        5.2.3 硅镜2#组合工艺加工实验
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：3649094