摘要：针对新设计的等截面反射镜椭圆压弯机构在固定物距(即反射镜在光路中位置不变)的情况下,研究了实现大范围像距调整(即样品位置发生改变)时镜面面形误差等问题。通过理论分析并借助有限元分析软件计算等截面平面镜压弯至不同(反射点处像距不同)椭圆柱面时的理论斜率误差,最后对椭圆压弯机构样机进行了实际压弯测试。实验结果与计算分析均表明:保持物距、掠入射角不变,压弯镜面与理想椭圆柱面之间的斜率误差会随着像距的减小而增大,并且像距越小,镜面斜率误差的增加速度越大。实验测得在反射镜面初始斜率误差为0.397μrad的情况下,全部像距范围(21.5~3.8 m)内压弯镜面的实际斜率误差在0.402~0.560μrad之间,重复精度为0.051μrad,均满足上海光源光束线的设计要求。本文研究证明了使用等截面反射镜压弯机构进行椭圆柱面压弯可以实现聚焦镜工作像距在大范围内的连续调节。

摘要：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。

摘要：利用杠杆反撬原理提出了一种同步辐射光专用反射镜的压弯机构。该机构结构简单 ,压弯行程大。采用有限元法建立这种压弯机构的分析模型 ,仿真了其压弯过程 ,比较了几组不同参数的压弯性能 ,得到了优化的设计参数 ,并制作了样机。样机试验数据表明提供的压弯机构原理是可行的 ,压弯机构仿真有限元模型是可信的 ,这种设计方法是可靠的。

摘要：研究了带有柔性铰链组合体的冷却压弯机构,以用于减少晶体的热变形。给出了晶体热变形的种类及其机理,以及冷却压弯机构的受力分析及机构结构。运用有限元方法对这种机构进行了分析。结果表明:此种机构大大降低了第一晶体的热变形,在承受5N/mm2峰值功率密度条件下,面型误差仅为0.04μrad 3μrad,远远小于同步辐射光束线设计要求。结果还表明:此种机构尤其适用于高热载情况,是解决第三代同步辐射光源关键技术。

摘要：阐述了一种以柔性铰链为核心部件的压弯微调机构,应用理论力学、材料力学等传统力学方法及结合数学知识对这种压弯微调机构进行了详细的力学分析和推导。表明了压弯微调机构所受外加载荷和晶体压弯曲率半径的函数解析式,说明了晶体尺寸和压弯机构参数对晶体压弯精度的影响,且推导出的压弯晶体曲率半径函数式可以为类似的压弯机构设计提供力学基础。

摘要：介绍了利用柔性铰链机构对弧矢聚焦双晶单色器中第二晶体进行动态压弯的工作原理，优化了压弯机构和晶体的几何参数，然后应用有限元方法模拟分析压弯装置与晶体的力学性质，最后分析了弯晶的形位误差并计算因此造成的弯晶光束入射角的变化。分析结果表明：替换后单色器的水平接收角由1mrad增加到3mrad，样品上光斑的水平半高宽由12．5mm减小到2．5mm。优化后晶体因压弯产生的鞍形曲率半径约为弧矢曲率半径的1700倍，造成的入射角误差为2．2μrad；压弯装置上的最大平均应力约为800MPa，并由此确定了以铍青铜作为压弯机构的材料，晶体的曲率半径为0．57～1．72m和驱动力为8～2．67N时的线性关系。分析结果表明：该单色器的设计完全达到了设计指标，在提高光子通量和光子密度的同时又能满足XAFS光束线测量过程中需要频繁快速扫描的要求。

摘要：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1200 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。

摘要：Laue晶体单色器常用于单色化高能X射线(>50keV),通过对其晶片压弯可以实现高能光束聚焦。晶片压弯过程中会不可避免地产生扭曲,从而影响单色器的工作效率。利用波动光学仿真的方法,分析弯晶面形扭曲对Laue晶体单色器性能的影响,并提出一种角位移微调轴角装置,用来消除这种扭曲。该装置基于直梁型柔性铰链,利用叠加原理和对称结构。利用有限元方法分析了该装置的力学性能。分析结果表明,轴角装置的转角范围为±2°时,其转动中心最大偏移为20μm,实现了角位移分辨率好于1″,动态范围达到104,达到设计目标。

摘要：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。