同步辐射软X射线光束线及其应用PDF电子书下载

第1章 同步辐射光源概述 1

1.1 同步辐射的发展 1

1.1.1 同步辐射理论的发展 1

1.1.2 同步辐射技术的发展 2

1.2 同步辐射光源 6

1.2.1 同步辐射光源的演变 6

1.2.2 同步辐射的特点及优势 9

1.3 同步辐射装置 10

1.3.1 同步辐射光源结构 10

1.3.2 同步辐射装置现状 12

1.3.3 同步辐射光源的发展 15

参考文献 19

第2章 同步辐射理论基础 21

2.1 运动电子辐射的电磁波 21

2.1.1 运动点电荷产生的电磁场 21

2.1.2 加速运动电子的辐射 23

2.2 直线加速器中的辐射 25

2.2.1 电荷辐射角分布特点 25

2.2.2 一维运动电荷辐射总功率 26

2.3 同步辐射的性能 26

2.3.1 同步辐射的发射度 26

23.2 同步辐射功率 29

2.3.3 辐射功率的角分布和频率分布 30

2.3.4 同步辐射光源的偏振特性 32

2.4 辐射强度计算 33

2.4.1 表示辐射强度的物理量 33

2.4.2 弯铁光源的辐射 34

2.5 插入件辐射 37

2.5.1 平面型插入元件的辐射 38

2.5.2 平面型波荡器的辐射 42

2.5.3 超导型插入件特点 43

参考文献 43

第3章 软X射线光学 45

3.1 软X射线能区的界定 45

3.2 物质与辐射的相互作用 47

3.2.1 X射线的散射 47

3.2.2 X射线的吸收 47

3.2.3 电子对效应 48

3.3 软X射线波段光学特性 48

3.3.1 束缚电子的散射 48

3.3.2 原子的复散射因子 49

3.3.3 复折射率 51

3.3.4 物质对X射线的吸收及相移 53

3.3.5 界面反射与折射 53

参考文献 56

第4章 光束线设计的理论基础 58

4.1 同步辐射光束线结构 58

4.2 同步辐射光束线分光系统——晶体单色器 59

4.2.1 晶体对X射线的衍射 59

4.2.2 晶体对X射线衍射的基本性能参数 62

4.2.3 同步辐射光束线晶体单色器类型 64

4.3 同步辐射光束线分光系统——光栅单色器 66

4.3.1 光栅对X射线的衍射 66

4.3.2 光栅对X射线衍射的基本性能参数 71

4.3.3 同步辐射软X射线光束线光栅单色器类型 73

4.4 同步辐射光束线成像模式 77

4.4.1 X射线聚焦镜 77

4.4.2 面形误差对光斑的影响 79

参考文献 79

第5章 BSRF-3B3中能X射线光束线的光学设计 82

5.1 同步辐射X射线光束线的建造 82

5.1.1 基本的设计和评判准则 82

5.1.2 光束线的光学设计 82

5.1.3 光束线的工程设计及安装调试 83

5.2 中能X射线光束线的建造难点及现状 84

5.2.1 建造难点 84

5.2.2 中能X射线光束线现状 85

5.3 BSRF-3B3光束线概述 87

5.3.1 建造BSRF-3B3中能X射线光束线的背景及科学目标 87

5.3.2 光束线结构及主要部件的作用 88

5.3.3 光束线光学设计指标 91

5.4 BSRF-3B3光束线传输特性的理论分析 91

5.4.1 传输特性计算 93

5.4.2 光学传输特性的分析 96

5.5 BSRF-3B3光束线光学追迹 98

5.5.1 Shadow追迹的结果 98

5.5.2 光学元件姿态分析 100

5.5.3 光斑尺寸计算 101

参考文献 102

第6章 BSRF-3B3装调及输出特性诊断 103

6.1 光束线初次装调及性能测试回顾 103

6.1.1 2003年11月专用光测试情况 103

6.1.2 2003年12月兼用光测试情况 103

6.1.3 2004年4月专用光测试情况 105

6.2 前端区及光束线的初次校核与诊断 105

6.2.1 光学设计审核 105

6.2.2 前端区管道准直校核 105

6.2.3 前端区光斑性质诊断 107

6.2.4 前置聚焦单元的诊断 107

6.2.5 初步调试和诊断结论 108

6.3 后期为提高光束线性能所采取的措施 108

6.3.1 重新准直 108

6.3.2 研制束流位置监测系统 109

6.3.3 前端区光斑性质诊断 114

6.3.4 光束线调试的中间阶段 116

6.3.5 真空系统的复核及修正 117

6.4 光束线输出特性的再诊断 121

6.4.1 实验装置 122

6.4.2 光斑尺寸及均匀性 122

6.4.3 能量标定 123

6.4.4 能量分辨率 123

6.4.5 高次谐波（Si （111）分光晶体） 124

6.4.6 光通量的诊断（Si （111）分光晶体） 124

6.4.7 glitch诊断 126

6.5 BSRF-3B3光束线与国内外光束线传输特性的对比 126

参考文献 129

第7章 国产KTP晶体分光性能的研究 131

7.1 同步辐射软X射线分光晶体 131

7.1.1 同步辐射软X射线分光晶体的性能要求 131

7.1.2 软X射线分光晶体的性能分析 131

7.2 晶格常数的测定 133

7.2.1 实验方法及步骤 134

7.2.2 实验结果 134

7.3 衍射效率的测定 136

7.3.1 实验原理 136

7.3.2 实验装置 136

7.3.3 实验方法及测量结果 136

7.3.4 Si（111）标样测量结果的修正 138

7.3.5 KTP （011）晶体高次谐波诊断 140

7.4 KTP （011）为分光晶体时光束线的输出通量 142

7.5 KTP晶体的缺陷研究 142

7.5.1 BSRF-4W1成像实验站 143

7.5.2 实验测量与结果分析 143

7.6 KTP晶体辐照损伤能力测试 144

7.6.1 样品透过率的实验测试 144

7.6 2辐照剂量估算 145

7.6.3 辐照损伤结果 146

参考文献 147

第8章 同步辐射软X射线光学实验平台及其应用 149

8.1 北京同步辐射装置软X射线实验平台硬件设施 149

8.1.1 软X射线光束线概况 149

8.1.2 高精度软X射线综合测试分析装置 152

8.1.3 软X射线绝对光强监测系统 153

8.1.4 同步辐射软X射线多层膜综合偏振测量装置 154

8.2 基于BSRF软X射线光学实验平台的研究方法 155

8.2.1 光束线输出特性诊断 155

8.2.2 光束线偏振特性的测量 155

8.3 基于BSRF软X射线光学实验平台的应用研究介绍 156

8.3.1 ICF诊断用探测元器件的标定 156

8.3.2 偏振光学元件及材料研究 159

8.3.3 基于中能X射线吸收谱学的应用研究 163

参考文献 168

附录 170

基于同步辐射计量标准的软X射线绝对光强监测系统的原理及结构 170

参考文献 174