1、同步輻射光的優(yōu)異特性為多學科交叉研究和相互融合提供了平臺，隨著科技的進步，越來越多的實驗需要更高的光子通量。在現(xiàn)有光源條件下，通過改善光束線系統(tǒng)設計和研制新型光學元件來提高照射在樣品上光子密度和成像質(zhì)量。本論文依托國家同步輻射實驗室XAFS光束線改造工程和ESRF光學實驗室多層膜技術的研究課題，對用于動態(tài)能量掃描的大曲率弧矢聚焦雙晶單色器中的關鍵技術和多層膜作為高能同步輻射分光元件中的相關問題作了系統(tǒng)研究。完成對大曲率弧矢聚焦雙晶單色器

2、的核心部件設計、加工、測量和使用。對高能同步輻射光照射下的多層膜表面的熱變形進行了系統(tǒng)的分析。主要工作包括以下幾個方面：
　　 1.弧矢聚焦雙晶單色器第一晶體的熱載變形和第二晶體弧矢彎曲產(chǎn)生鞍型變形的分析研究：
　　 依據(jù)NSRL-XAFS現(xiàn)有的光源條件和光學參數(shù)，模擬分析有、無水冷兩種情況下，第一晶體光學表面的熱變形對單色器衍射效率的影響都較小，光斑在晶體表面的移動引起的面形誤差在實驗要求范圍內(nèi)；分析了弧矢彎曲晶體產(chǎn)生

3、鞍型變形的機理，理論計算鞍型變形對單色器衍射效率的影響。鑒于目前常用的幾種抑制鞍型變形的方法，模擬背面加肋板、黃金比例和等分變形槽三種晶體彎曲過程中光學表面面型誤差的變化，通過優(yōu)化結構參數(shù)，分別設計、加工制作試件，利用LTP對彎曲過程中的鞍型變形進行測量，并與理論計算相對比，獲得許多有用數(shù)據(jù)，為大曲率弧矢聚焦雙晶單色器的工程研制，提升NSRL-XAFS光束線性能奠定了基礎。
　　 2.大曲率弧矢彎曲復合晶體的研制：
　　

4、 利用有限元分析晶體模型彎曲時的應力，結果晶體大曲率彎曲時存在橫向斷裂的危險?；诘确肿冃尾劬w的設計理念提出復合晶體的研制模型，即：將晶片附著在鈦合金基底上，按照理論優(yōu)化的占空比深切變形槽，呈平面矩形光柵形狀的胚胎，彎曲后各獨立晶條圍成正多邊柱面體，上層晶體作衍射，下層鈦合金作彈性彎曲，既可克服鞍形變形，又能在鈦合金彈性范圍內(nèi)實施大曲率彎曲。其光學成像原理等同于將入射的光束分成若干子束，經(jīng)每個窄條晶體衍射后疊加匯聚在樣品上。對復合晶體

5、模型優(yōu)化計算，確定復合晶體的結構參數(shù)；設計加工試件樣品；用LTP測量的晶體模型的鞍型變形，與有限元分析結果比較；搭建激光模擬光路對復合晶體模型的聚焦性能和彎曲的穩(wěn)定性進行試驗測量壓彎過程中光斑的漂移；理論計算晶體模型的衍射效率。
　　 3.高能同步輻射光學中多層膜的熱緩釋技術研究：
　　 該課題主要依據(jù)ESRF光學實驗室研制應用于高能同步輻射的多層膜分光元件，對受高熱載的多層膜表面溫度分布進行分析，模擬光斑大小對多層膜基

6、底表面熱變形的影響，優(yōu)化比較多層膜基底不同冷卻位置面形誤差的變化，通過側面切槽基底改變溫度分布，進而降低表面的面型誤差。采用靈活的梯度溫度冷卻方法改變基底的溫度分布，可實現(xiàn)特定曲面的多層膜。同時結合同步輻射對多層膜的要求，采用磁控濺射鍍膜，降低鍍膜隨機和非隨機厚度的差值，減小鍍膜之間和基底表面的粗糙度，可以有效提高多層膜的反射率。
　　 通過上述研究得到結論是：抑制鞍型變形的三種晶體模型，在彎曲過程中都可控制表面面形誤差小于晶體