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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