上海光源光束线压弯机构研制

文本主要讨论了上海光源首批建设的七条光束线中压弯机构的研制及运行情况。包括压弯机构在光束线中的功能,及目前所应用的压弯机构的压弯类型和驱动模式;千斤顶模式压弯机构的设计;镜子面形误差的形成原理及采用自重平衡装置消除面形误差的方法;压弯机构各运动机构及关键部件的结构及作用;压弯机构压弯半径的测试和拟合。最后列出了压弯机构各运动参数的设计指标及测试结果。     

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 ...     

拉杆式压弯聚焦镜组件线性与接触非线性方法的比较

在压弯聚焦镜的工程分析中,采用接触非线性分析方法分析某些关键部位可提高分析精度,比以往只用线性分析得出的结果更接近实际情况。针对用线性分析方法分析所研究的对象求解误差较大,本文分析了系统产生非线性的主要因素。对某压弯聚焦镜组件进行了有限元建模,采用接触非线性分析方法对拉杆被拉弯时聚焦镜的响应进行了分析。对比非线性分析和检测结果可知,当压弯的矢高相等时,检测结果和非线性分析的斜率和半径误差在0.4μrad和5km范围内,基本满足要求。对比线性分析、非线性分析的结果和实验数据表明:采用非线性分析的结果更接近实际情况,完全可在误差允许的范围内模拟压弯机构的实际压弯情况。     

齿轮坯多工步闭式模锻工艺的优化研究

圆柱齿轮坯的闭式模锻工艺中,可能出现的主要问题是内孔折纹和局部不充满.传统的经验设计方法常常延长生产调试周期,增加成本.本文将多工步变形数值模拟技术用于一种齿轮坯的模具设计,预测缺陷的位置;对不同方案进行比较,给出优化的方案.最后,给出带盲孔的轴对称锻件的闭式模锻工艺设计的一般性指针.     

高能劳厄单色器晶体压弯性能的研究

上海光源二期工程拟建的超硬多功能线站将采用一台弧矢聚焦高能劳厄单色器,晶体压弯机构是单色器的核心部件,晶体弧矢半径与子午半径的优化对单色器的光通量和分辨率有很大影响。本文利用有限元软件分析了影响劳厄晶体压弯性能的主要因素——斜切晶体的各向异性以及晶体的长宽比。通过分析,确定了硅晶体切割边为[011]方向和[0-11]方向,晶体的优化尺寸为90 mm×40 mm×1 mm。硅晶体表面的弧矢和子午面形误差(均方根)分别为3.02μrad和1.25μrad,满足设计要求。     

上海光源时间分辨超小角散射线多层膜单色器的设计

上海光源二期时间分辨超小角散射线站(BL10U2)需要一台多层膜双晶单色器(Double Multilayer Monochromator,DMM),采用Pd/B4C镀层,能量范围覆盖8～15 keV。分析了基于液氮间接冷却条件下多层膜的热变形,介绍了单色器的结构设计。通过对多层膜晶体姿态调节机构引起的误差及四杆运动机构进行分析,设计了一种基于Pivot和轴承调节的Sinbar机构,以期达到单色器稳定性和超高分辨率等要求。     

基于干涉法的晶体表面微损伤的定位与表征

硅晶体是同步辐射光源光束线站上的关键光学材料之一,主要应用于双晶单色器,其主要作用是将单一波长的谱线分离出来以用于特定的分析实验,实现同步辐射光的"单色化"。因此,晶体的加工质量对同步辐射光的品质具有重要影响,对晶体受光面的质量检测工作也就显得尤为重要。目前的常规方法主要是使用光学显微镜与扫描电镜来检测晶体的表面质量,查看肉眼不可见的微小裂纹、凸起、划痕以及沟槽等损伤。通过实验的方法,提出一种基于光干涉法的较为简便可行的检测方法,即联合利用Fizeau型激光干涉仪与原子力显微镜来检测与定量表征处于晶体工作面的上述损伤。通过确定微损伤的具体位置、定量表征损伤区域的大小(长度、宽度、高度/深度等),评估该微损伤对晶体光学性能的可能性影响,为晶体的表面质量检测与表征提供一种有效可行的简便方法。     

上海光源BL11B前端区真空系统设计

同步辐射光束线前端区真空系统的作用是将光束线站各设备的不同工作真空环境平稳过渡到储存环的超高真空状态,且可以在必要时通过真空联锁保护储存环真空不受破坏。本文从真空材料和获得、测量设备选择,系统气载分析,系统布局和压强分布计算,真空联锁保护,系统调试等几个方面介绍了硬X通用谱学光束线（BL11B）前端区真空系统的设计和调试方法。对该前端区无束流条件下的静态压强和经束流清洗后的动态压强分布进行了分析、模拟计算,并完成了真空系统的在线调试。调试结果显示,与储存环接口泵站处静态等效氮压强为1.5×10^-8 Pa,动态等效氮压强为9×10^-8 Pa,均满足甚至优于设计指标。证明此设计和调试方法在工程实施中是可靠的。     

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。     

上海光源BL19U-canted光束线布局及运行

上海光源在BL19U波荡器直线节首次建成了canted光束线。由于canted双线的水平夹角仅为6 mrad,在束线光学元件的空间布局上非常紧张。顺序错开放置、共用真空腔体以及采用偏转镜是canted光束线布局的主要方式。本文主要讨论了上海光源canted光束线在白光狭缝、单色器以及偏转镜等关键部件进行束线布局时的设计方案和指标。BL19U-canted光束线机械系统自2015年初开放运行以来,已经稳定运行超过6 000 h。