双驱动补偿压弯的椭圆镜有限元分析

为满足同步辐射光束线对相关光学元件的技术需求，设计了双驱动四点滚柱压弯机构。通过有限元仿真分析实现高精度大尺寸光学镜面的非等力矩椭圆柱面压弯。以外形尺寸为1 200 mm×70 mm×50 mm的反射镜为研究对象，基于物距26.5 m、像距13 m及掠入射角2.8 mrad，根据理论椭圆面形方程与梁变形弯矩方程计算出施加在压弯镜两端的不等力矩。利用有限元软件对双驱动四点压弯机构进行仿真分析，在重力补偿力矩存在情况下，分别对聚焦镜进行单点补偿、双点补偿、三点补偿以及四点补偿的有限元分析，得到与理论计算相对应的仿真补偿面形结果。模拟施加两端的不等力矩将面形误差从单点补偿时的0.81μrad降低到四点补偿下的0.075μrad，对应理论面形误差0.013μrad，最大程度可以降低原误差的95.96%，证实四点式双驱动机构通过多点补偿可以对椭圆压弯面形误差产生有效减小的趋势，且减小趋势不断平缓。证明该机构在多点补偿下对大尺寸椭圆镜压弯精度的提高具有可行性和有效性，对同步辐射光束线压弯技术有重要的理论指导作用与意义。     

压弯聚焦镜自重的平衡

介绍了北京同步辐射装置中能X射线光束线(BSRF．383)中的压弯聚焦镜；在分析重力带来的面形误差的基础上，给出了重力平衡的方法；建立了修正前和修正后的柱面镜面形误差的数学模型，并通过优化计算，找出了最佳平衡力的作用点和大小。实施重力平衡后，压弯泵系统自重引起的面形误差可以大大减小。     

X射线环面聚焦镜压弯调整与面形测量

长条形柱面镜在一特制机构中压弯成环面镜，用以水平和垂直两个方面上聚焦同步辐射，是X射线光束线中常用的成像装置。压弯后的镜面精度直接影响成像质量。合肥X射线衍射光束线上的环面聚焦镜由德国ZIESS公司生产的柱面镜，配以国内自行研制的压弯机构，最后在法国ESRF实验室组合、调试和测量。结果可见，压弯半径随载荷增加而减小，三个循环的重复度＜2％，面形误差＜5μrad。     

BSRF-3B3中能光束线聚焦镜压弯机构离线测试

在BSRF-3B3中能光束线安装调试过程中,我们设计出一套完整的离线测试方法。这种方法采用激光模拟同步辐射光,测试聚焦镜压弯机构性能,并通过观察焦点以及焦点前后处光斑变化规律测试压弯机构性能,摸索压弯成像规律;另一方面,记录压力传感器读数,为今后在线调试提供参考依据。     

硬X射线亚微米聚焦高稳定柔性铰链压弯机构的模拟分析

空间分辨率和聚焦效率是X射线微纳探针最关键的技术指标。压弯非球面镜具备聚焦效率高、空间分辨好、加工难度低、色散消除等优点。基于上海光源硬X射线微聚焦及应用线站的现有条件,在精确压弯理论的基础上设计了高精度柔性铰链压弯机构并进行了有限元分析,并且进一步对压弯镜体宽度进行了优化。通过长程面形仪(Long Trace Profiler,LTP)对压弯机构的测试,得到压弯非球面镜的斜率误差为430 nrad,理论上可实现230 nm的硬X射线聚焦光斑。     

BSRF-383中能光束线聚焦镜压弯机构离线测试

在BSRF-383中能光束线安装调试过程中，我们设计出一套完整的离线测试方法。这种方法采用激光模拟同步辐射光，测试聚焦镜压弯机构性能，并通过观察焦点以及焦点前后处光斑变化规律测试压弯机构性能，摸索压弯成像规律；另一方面，记录压力传感器读数，为今后在线调试提供参考依据。     

压弯镜系统自重平衡多点调节方法的研究

本文分析同步辐射光束线压弯系统中镜子自重引起的面形误差,介绍减少重力不利影响的方法.根据梁变形理论,提出多点调节的重力平衡方法,并结合上海光源XAFS光束线(BL14W)中的准直镜压弯系统,得到其平衡力最佳的作用点和大小,计算出用两点、三点和四点调节自重平衡时,面形的均方根误差分别为0.179、0.067和0.032 ...     

压弯椭圆柱面镜的有限元分析

针对上海同步辐射光源二期部分线站对压弯椭圆柱面镜的需求,研制出了一种双拉杆压弯机构。对该机构进行理论计算与分析,建立压弯机构的三维模型,对其进行有限元分析。分别分析了水平聚焦、垂直聚焦、和垂直聚焦(有重力补偿)情况下的面形误差。水平聚焦,拉杆位移分别为9.2 mm、10.1 mm,可以获得与理论椭圆相比面形误差为0.35μrad的椭圆面形;垂直聚焦,拉杆位移分别为7.4 mm、8.4 mm,面形误差为0.88μrad,误差较大,所以该机构中需要加装重力补偿装置;使用三点重力补偿,加载合适的补偿力,最终得到拉杆位移分别为9.1 mm、10.1 mm,面形误差为0.45μrad,满足设计要求。     

变宽度压弯椭圆柱面聚焦镜的光学参数可调性

由变宽度压弯椭圆柱面微聚焦镜理论,推导了聚焦镜光学参数(源距、像距和掠入射角)偏离设计值时所需的压弯力矩和镜面剩余斜率误差的计算公式.对上海光源硬X射线微聚焦光束线微聚焦镜进行了计算,结果表明,改变压弯力矩,微聚焦镜的源距和掠入射角可以在较大范围内调节,而较小范围的像距调节会产生较大的剩余斜率误差.     

Sagittal聚焦晶体柔性铰链压弯机构研究

分析了弧矢聚焦晶体弯曲原理及柔性链运动方程,阐述了弧矢聚焦晶体柔性铰链压弯机的原理,同时提出了抑制子午形变的有效方法。该压弯机构在5－20keV能量扫描范围内,弧矢聚焦比为3：1,聚焦曲率相对误差＜0.75%,聚焦光斑弥散为25%,在10keV时聚焦面形误差＜2″。