專利名稱：同步輻射曲邊聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚焦鏡設(shè)計(jì)方法，尤其涉及一種消除自重面形誤差并實(shí)現(xiàn)最大適用范圍的同步輻射曲邊垂直聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì)方法，屬于同步輻射光 束線工程、同步輻射光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
同步輻射的優(yōu)點(diǎn)之一是高亮度。亮度一般指相空間中的光子數(shù)密度，同步輻射光 子通量高，相空間體積小造就了高亮度的特點(diǎn)。根據(jù)劉維定理，在不犧牲光子通量前提下， 亮度無(wú)法提高。當(dāng)壓縮光束的線寬度時(shí)，其角寬度就要增大；反之，當(dāng)壓縮角寬度使光束變 得更準(zhǔn)直時(shí)，其線寬度就要增大。然而，不同實(shí)驗(yàn)對(duì)光束的相空間形狀要求不同，例如熒光 微區(qū)分析要求小的光斑尺寸，大分子晶體衍射實(shí)驗(yàn)同時(shí)要求小光斑尺寸和較好的準(zhǔn)直性等 等。微聚焦裝置的產(chǎn)生滿足了對(duì)光束小尺寸光斑、高通量面密度的需求。目前同步輻射束線上采用較多的微聚焦裝置大致可分為四類一是 Kirkpatrick-Baez鏡(簡(jiǎn)稱K-B鏡)微聚焦裝置；二是導(dǎo)管式微聚焦裝置，又分為單管透 鏡和整合毛細(xì)管透鏡；三是組合折射透鏡式微聚焦裝置；四是純衍射型聚焦裝置，主要有 波帶片、勞埃多層膜。K-B鏡是P. Kirkpatric和Α. V. Baez首先提出的以他們名字命名的聚 焦成像系統(tǒng)，它以高傳輸效率(> 70% )、無(wú)色散及耐輻射等諸多反射鏡的優(yōu)良特性，以及 工藝上易于實(shí)現(xiàn)、像差很小等諸多K-B結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前最廣泛采用的微聚焦裝置。如 圖Ia和圖Ib所示，K-B鏡由兩塊獨(dú)立正交放置、分別負(fù)責(zé)水平和垂直聚焦的反射鏡M1、M2 組成，光源source發(fā)出的光束經(jīng)由反射鏡M1、M2的反射，聚焦至像點(diǎn)focus，反射鏡面形多 為柱面，其成像公式為
權(quán)利要求
1.一種同步輻射曲邊垂直聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì)方法，其特征在于， 包括根據(jù)材料力學(xué)梁壓彎理論，以鏡體中心為原點(diǎn)、沿鏡面長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸建立含重力的 壓彎撓度微分方程
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步輻射曲邊垂直聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì) 方法，其特征在于，利用等間距散列點(diǎn)的拉格朗日插值函數(shù)方法計(jì)算kMfd值以及W(X)函數(shù)， 所述等間距散列點(diǎn)的拉格朗日插值函數(shù)方法包括以下步驟在[_L/2，L/2]區(qū)間取11+1個(gè)等間距散列點(diǎn)&=(1-|乂，(1 = 0，1，...11)，設(shè)100 =WiXff0 ；其中 W0 = W(O)，則(XpwiWci), (i = 0，l，...n)的拉格朗日插值多項(xiàng)式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步輻射曲邊垂直聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì) 方法，其特征在于其中，η為5 40間的自然數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步輻射曲邊垂直聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì) 方法，其特征在于，在對(duì)η取值時(shí)，先將η隨意取為5 40間的自然數(shù)，然后將求解得到的 WLn(x)代入壓彎撓度方程，再計(jì)算壓彎面形誤差，以確定是否需要增加η的取值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同步輻射曲邊垂直聚焦鏡重力協(xié)彎聯(lián)合最大適用范圍設(shè)計(jì)方法，其包括根據(jù)材料力學(xué)梁壓彎理論，以鏡體中心為原點(diǎn)、沿鏡面長(zhǎng)度方向?yàn)閤軸建立含重力的壓彎撓度微分方程；通過(guò)使壓彎面形為橢圓建立重力協(xié)彎設(shè)計(jì)方程；計(jì)算當(dāng)聚焦條件偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，調(diào)整聚焦鏡彎矩偏離設(shè)計(jì)值以適應(yīng)聚焦條件的變化；通過(guò)使彎矩調(diào)整后的剩余面形斜率誤差隨聚焦條件上升最緩慢建立最大適用范圍設(shè)計(jì)方程；聯(lián)合重力協(xié)彎設(shè)計(jì)方程及最大適用范圍設(shè)計(jì)方程解出壓彎力學(xué)及鏡體幾何設(shè)計(jì)參數(shù)kMfd以及W(x)函數(shù)。本發(fā)明可以在消除自重面形誤差的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)聚焦條件適用范圍的最大化。
文檔編號(hào)G02B5/10GK102103257SQ20111003178
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者劉鵬, 李明, 盛偉繁, 石泓 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所