光学元件拼接测量中的定位误差校正

为了实现大口径反射光学元件表面面形的高精度测量,建立了拼接测量方法,用以得到光学元件表面的面形数据。但拼接测量存在较多误差,其中各局部面形之间的定位误差对拼接误差影响较大,需要通过校正来减少定位误差对拼接误差的影响。首先对被测镜进行局部面形划分,按着一定顺序完成所有局部面形的测量;然后,基于BFGS算法对各子口径面形之间的定位误差进行校正求解,进而得到整体面形数据;最后,使用ZYGO菲索干涉仪搭建了拼接测量设备,对反射镜中120 mm×20 mm的区域进行测量,将直接拼接方法与位移校正拼接方法获得的面形数据与全口径整体测量获得的面形数据进行了对比,位移校正拼接方法测量面形数据与全口径拼接测量面形数据残差小,结果表明该方法可以有效提高拼接测量精度。     

同步辐射及其在无机材料中的应用进展

同步辐射是环形加速器中做循环运动的高速电子在经过弯转磁铁时,沿电子轨道切线方向发射的电磁辐射.作为一类平台型科技基础设施,同步辐射光源对无机材料的研究和发展起到了重要支撑作用.同步辐射实验技术已经成为现代科学技术不可或缺的研究手段,无机材料研究是同步辐射技术的主要应用领域之一.相对于用于材料研究的常规光源来说,同步辐射...     

生物大分子晶体学光束线准直镜、聚焦镜系统的设计

同步辐射是生物大分子研究中所使用的重要方法 ,本文讨论的准直镜和聚焦镜系统是生物大分子光束线中的重要装置 ,其作用是改变X射线的方向并使其聚焦。生物大分子试验对准直、聚焦系统提出了特殊的要求。为此 ,本文使用了有限元的方法 ,对镜体表面各处在不同工况下的曲率半径进行了模拟。在此基础上设计了一种带有平衡系统的压弯系统。对于有限空间下能自锁的姿态调整系统、支撑系统、水冷系统、镜箱系统也作了讨论。     

聚甲基丙烯酸甲酯材质硬X射线组合Kinoform透镜的制作

为提高硬X射线聚焦元件的聚焦性能,利用LIGA(Lithographie,Galvanoformung,Abformung)技术,制备了深度为60μm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质硬X射线组合Kinoform透镜(CKL),并获得了良好的面形。制备的CKL以宽度为几个微米的细窄线条为主要结构,包括曲面和直角面形,线条最窄宽度为2μm。为保证CKL良好的曲面及直角结构,样品制备分为三部分:过渡掩模板的制备,LIGA掩模板的制备,以及最终样品的硬X射线曝光制备。在LIGA掩模板制备过程中,采用制备有纳米柱阵列的硅衬底有效解决了光刻胶脱胶的问题。在最终样品制备过程中,选用分子量较高的PMMA片作衬底,提高了PMMA刚度,有效缓解了细窄线条的倒塌黏连问题,保证了CKL的良好面形。在北京同步辐射光源(BSRF)成像站测试了CKL透镜的性能,结果显示其对于8keV的X射线,聚焦焦斑的半高全宽(FWHM)为440nm。     

同步辐射光学元件的粘弹性减振方法

同步辐射光束线光学元件的振动不稳定性将影响样品处的光斑位置,将粘弹性减振器安装在光学元件上可以减弱地面微振动对机构影响。研究设计了粘弹性减振器,对粘弹性材料的剪切储能模量和损耗模量进行共享参数的非线性拟合,得到Prony级数各项系数;通过有限元软件模拟了粘弹性减振器的动力学性能,并以某长反射镜为例,对安装减振器后的结构系统进行谐响应分析、瞬态动力学分析以及静力学分析,并且比较了减振器安装位置对减振效果的影响。结果表明:粘弹性减振器能有效控制地面微振动对光学元件长反射镜振动稳定性的影响;减振器安装在光学元件底板下靠近两端减振效果更好,能显著提高元件的振动稳定性。该项研究对光束线其他光学元件的振动稳定性研究具有参考意义。     

一种用于同步辐射光束线上的压弯机构的设计与试验

利用杠杆反撬原理提出了一种同步辐射光专用反射镜的压弯机构。该机构结构简单,压弯行程大。采用有限元法建立这种压弯机构的分析模型,仿真了其压弯过程,比较了几组不同参数的压弯性能,得到了优化的设计参数,并制作了样机。样机试验数据表明提供的压弯机构原理是可行的,压弯机构仿真有限元模型是可信的,这种设计方法是可靠的。提供的实验方法可用于以后的压弯机构的设计。     

拼接干涉技术在同步辐射领域的发展现状及趋势

针对同步辐射领域光学元件的口径逐渐增大,其面形测量精度的要求已达到纳弧度级的问题,本文研究了该领域先进的面形测量方法——拼接干涉技术,以实现光学元件的高分辨率二维测量。介绍了拼接干涉技术的基本原理,综述了目前同步辐射光学领域常用的面形测量设备——激光光束长程面形仪、高精度自准直纳米测量仪,以及拼接干涉仪的发展历程和特点,比较了它们各自的缺点和优势。最后,分析了拼接干涉涉及的主要误差来源,指出该技术的应用和发展趋势主要有拼接算法的创新,干涉仪测量的快速化,拼接干涉仪的商业化,以及拼接干涉技术与其他科学技术的融合等。