同步辐射束线工程中相关技术的研究

发布时间：2021-12-19 07:08

　　同步辐射凭借极其优良的品质成为当今不可替代的最佳人工光源,自20世纪60年代以来,电子储存环作为稳定产生同步辐射的专用装置,历经三个阶段的发展,业已完善,并相继建成了60多台。它们棋布于世界各地,成为众多研究领域的科学平台,不断产生出令人瞩目的创新成果。近年来,第四代光源（X射线自由电子激光）的出现和发展,为人类探索各种瞬态和动态物理过程,研究各种核反应和化学反应机理提供了崭新的工具和平台。光束线连接着同步辐射光源和实验站,是各类光学元件经优化组合,线性排布于真空室内,形成数十米甚至上百米长的大型光学传输系统。它将光源发出的“白光”,加工成具有一定光谱能量、光子通量、能量分辨、偏振特性、束斑尺寸等要求的单色光,并安全、可靠、高效地传输到实验样品上。随着光源发射水平的日趋提高和各领域对先进研究手段的不断需求,以光学设计和元件研制为主体的光学束线技术得到了长足发展,逐渐形成了同步辐射光学独特的理论体系与工程实践,成为同步辐射应用研究的重要内容。本论文以作者2009-2011年在我国国家同步辐射实验室（NSRL）和2011-2014年在法国欧洲同步辐射实验室（ESRF）的工作为基础,开展光源... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１世界ｔ？．主要同步巧射实验室的分布图??世界上第一个Ｈ代光源是建于１９８９年的欧洲同步箱射实验室（Ｔｈｅ?Ｅｕｒｏｐｅａｎ??Ｓｎｃｈｒｏｔｒｏｎ，原名：Ｔｈｅ?Ｅｕｒｏｅａｎ?Ｓｎｃｈｒｏｔｒｏｎ?Ｒａｄｉａｔｉｏｎ?Ｆａｃｉｌｉｔ，简称：ＥＳＲＦ）??

功率作用下，其温度变化越小。元件材料的热膨胀系数ａ越小，同样温度变化下，??元件的热变形越小。参数ａ／ｋ常用来衡量元件村料在热载作用下的变形特性。如??图１．６所示为Ｓｉ的低温非线性材料属性巧］［９］，随着温度的降低（４００－８０?Ｋ），其??热传导系数升离，热膨胀系数降低，ａ／ｋ降低。Ｓｉ是光学元件最常用的村料之一，??液氣冷却就是利用Ｓｉ的低温非线性材料属性，用液氮作为冷却介质（液氮温度??？８０?Ｋ），使光学元件工作在低温环境，使其在热载作用下的热变形较小。??ＮａＵｎｎｌ?ＳｉＩｈｕｍ??２．５?ＩＴ??４??Ｓ?＾?：?１．?ｋｌ｜Ｔ（、ｕｉ，ｗｋｉｉｉｎ］?＝??＾?１?、?—Ｈ：＇ｌ＊ｖ、｜ｖｎ〇ｎｉｕ、ｋｆｉｔ）?Ｉ?壹??二?ＪＥ?Ａ?ａ＿ｉｅｌ?［Ｔｏｕｌｔ＇ｔｎｋｉａｎＪ?３??化？??…ｐ＜ｉｌｖｕ，、ｍｉ．、ｋ?ｆｉｂ?Ｗ??０?￣ｅ—．??ｕ?ｒ，＾￣￣＇——！—－Ｔ?－Ｉ??５０?ＨＫ）?１５０?２００?２５０?３００?３５０?４００??ＥＴｔ．…ｌｕ．ｎＵｕｒｅ?（Ｋ，??图１．６?Ｓｉ的低温化巧性村料属化热传导系巧ｋ和热巧化系巧ａ巧温度的交化??１＾５??瞳；?对光学元件进行液巧冷却的设计时

图１．８不同冷却结构的元件巧截面温度分布图：（ａ）底面冷却．（ｂ）侧面冷却．（ｃ）??侧面部分冷巧．（ｄ）上表面部分冷却??如图１．９所示，在元件的侧面对称切槽，可改变元件的热变形特性，减小元??件的面形误差（图１．９?（ｂ）），甚至改变其面形误差的符号（围１．９?（Ｃ））。具体光??源条件下，利用有限元分析的方法．通过优化切槽位置、切糟深度、切槽尺寸等??参数，可Ｗ使特定热载作用下，元件表面的变形最小（图１．９?（ｄ））。但这种几何??结构优化的方式，一般只适用于光斑长度巧盖元件表面的情况。??ｎ?Ｊ？?￣＾?化心?５??｜５?■?Ｔ??■■、?ｌ＾ｙ：＾?Ｖｆ?－１?－Ｗ？８．１５ｍｍ．?ｏｐｔ?Ｖ?、??Ｉ?—Ｍｎｏｔｃｈ??ｎ４【?Ｓ????？牛令一＾??ｃｏｎｖｅｘ??＾ｉｒａｌｚｅｄｙ?．ｔｏｎｇ?ｔｈｅ?ｍｉｒｒｏｒ?ｘ?（ｍｍ）??间１．９不同几何结构的元件横巧面湿度分布困及对应的表面形状曲线：（ａ）无切巧，（ｂ）??较小切巧，（Ｃ）较大切植，（ｄ）优化切巧??１．２．２多层膜技术??原理与特点??Ｘ射线多层膜元件是在具有一定面型的基底上．间隔巧制两种材料的膜层，??由折射系数较大的材料薄层作为散射层


本文编号：3543985