1 中国科学院上海高等研究院上海光源中心，上海 201204
2 中国科学院高能物理研究所多学科中心，北京 100049
3 中国计量科学研究院前沿计量科学中心，北京 100029
介绍了一种全新的迈克耳孙X射线干涉仪设计，可用于57Fe穆斯堡尔14.4 keV核共振波长超精准测量。所设计结构是由反对称的三次劳厄衍射型（LLL）的X射线干涉仪和可以匹配14.4 keV波长的一体型双通道切槽单色器（MDCM）构成。在上海同步辐射光源利用14.4 keV单色光对国内首个自制LLL干涉仪的性能和MDCM的工况进行了在线测量和定量表征，得到了干涉仪条纹对比度的测量结果（0.37~0.63）和MDCM光学元件的修正参数。该研究为国内复杂构型X射线光学元件的研制和在线表征积累了技术经验。
X射线光学 穆斯堡尔波长 迈克耳孙X射线干涉仪 三次劳厄衍射型干涉仪 一体型双通道切槽单色器
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Synchrotron Radiation Facility/Zhangjiang Lab, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
At present, reconstruction of megapixel and high-fidelity images with few measurements is a major challenge for X-ray ghost imaging (XGI). The available strategies require massive measurements and reconstruct low-fidelity images of less than pixels. Inspired by the concept of synthetic aperture radar, synthetic aperture XGI (SAXGI) integrated with compressive sensing is proposed to solve this problem with a binned detector in the object arm. Experimental results demonstrated that SAXGI can accurately reconstruct the pixels image of a binary sample of tangled strands of tungsten fiber from 660 measurements. Accordingly, SAXGI is a promising solution for the practical application of XGI.
X-ray ghost imaging compressive sensing megapixel imaging Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 033401
1 中国科学院 上海高等研究院 上海同步辐射装置, 上海 201204
2 中国科学院 北京高能物理研究所 北京同步辐射装置, 北京 100049
3 中国科学院大学, 北京 100049
为了精确测量加工、夹持、装调等工艺引起的晶体摇摆曲线的微小变化, 建立了高分辨的在线检测系统。研究了同步辐射实验配置对晶体摇摆曲线的影响。首先利用DuMond图解法定性分析了不同实验配置中光束带宽和角发散的影响, 根据DuMond图解结果和X射线晶体动力学衍射理论, 推导出晶体摇摆曲线宽度的经验公式。然后研究了同步辐射在线检测系统提升角分辨率的方法, 利用高指数面的Si(333)切槽晶体、Si(775)定能量分析晶体抑制光束的带宽和角发散, 调制出高分辨的检测光束。最后在上海光源X光学测试线搭建了检测系统, 测量了Si(111)晶体摇摆曲线并验证了经验公式。实验结果表明, Si(111)晶体摇摆曲线半高宽的测量值4.79″@12.763 keV, 与动力学衍射的理论值4.70″差值在2%以内, 可满足晶体摇摆曲线微小变化的检测需求。
同步辐射 高分辨实验配置 摇摆曲线 色散和消色散 DuMond作图法 synchrotron radiation high energy resolution experiment configuration rocking curve parallel and antiparallel arrangements DuMond diagram
1 中国科学院上海应用物理研究所上海光源, 上海 201800
2 中国科学院上海高等研究院上海光源, 上海 201204
3 上海海事大学物流工程学院, 上海 201306
4 中国科学院大学, 北京 100049
利用晶体高指数面的衍射消除了分析晶体带宽及聚焦光束角发散的影响,提出了聚焦条件下光束线能量带宽的检测方法。采用DuMond图解析了光束能量带宽的测量过程,并在上海光源硬X通用谱学线站搭建了检测系统。在相同能量和衍射角条件下,利用晶体的不同高指数面分别测量了聚焦光束的能量带宽;当光束能量为10 keV时,利用Si(555)测量了准直镜压弯过程中光束线能量带宽的变化,消色散配置时测得光束能量带宽最佳值为1.50 eV,与Shadow程序追迹计算的1.40 eV相比,差值控制在10%以内。结果表明,晶体的高指数面衍射可用于同步辐射聚焦光束能量带宽的高精度测量。
X射线光学 聚焦光束的能量带宽 晶体高指数面 消色散和色散配置 DuMond图 光学学报
2020, 40(19): 1934001
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
2 中国科学院上海高等研究院, 上海 201204
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 东南大学, 江苏 南京, 211189
为实现对双晶单色器角度微振动的原位测量, 设计了基于双频激光干涉仪的双晶单色器晶体角度微振动测试系统, 并搭建了实验平台。激光经干涉计偏振分光后射向被测晶面, 对反射信号调制解调求得晶面两端的位移偏差, 从而高频获取晶面的角度位移信息。通过数据预处理可以有效去除夹杂在数据中的噪声及直流分量, 应用快速傅立叶变换处理得到晶体角度振动的频谱信息, 准确获取对晶体稳定性产生影响的特征频率, 从而分析影响晶体稳定性的主要振源。该方案可实现晶体角位移的高频采集, 分辨率高达25 nrad, 并能准确分析出不同振源影响下晶体微振动的情况, 为单色器结构优化提供参考。
同步辐射 双晶单色器 角度微振动 双频激光干涉仪 synchrotron radiation double-crystal monochromator angular vibration dual-frequency interferometer
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室，安徽 合肥230029
对合肥国家同步辐射实验室(NSRL)引进、装备的螺旋型电磁波荡器进行了改造和性能研究，该螺旋型电磁波荡器被插入电子储存环的直线段，来产生高通量圆偏振相干光，提供一条真空紫外光束线，用于燃烧科学研究。基于NSRL改造后的光源参数，分析其同步辐射偏振特性，计算了该波荡器辐射出的总功率和功率密度分布，以及受其直接辐照的光束线前置环面镜的热载、温度场和由此导致的光学镜面面形误差。研究结果表明，在燃烧实验要求的光子能量范围内，聚焦镜在光束照射镜面内的热变形都不超过2 μm，最大面形误差约为1 μrad，能满足实验要求.
螺旋型波荡器 前置聚焦镜 功率密度 热分析 面形误差 helical undulator premirror power density thermal analysis slope error 光学 精密工程
2011, 19(11): 2623
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室，安徽 合肥 230029
为提升国家同步辐射实验室X射线吸收精细结构(NSRL-XAFS)的光束线性能，提出将现有双平面晶单色器改造成弧矢聚焦双晶单色器的思想。采取将晶体与钛合金复合的工艺，实现了晶体的大曲率弹性弯曲，并将其用作弧矢聚焦晶体单色器中第二晶体的成像元件。鉴于NSRL-XAFS实验的光学要求，设计制作了复合晶体试验模型，通过有限元分析计算和长程面形仪实际测量得到了不同弯曲半径下晶体的面形精度，并用激光模拟其聚焦性能。结果表明，在缩放比为1/3时，样品上的成像束斑水平尺度(FWHM)由43 mm(无聚焦)缩小到3 mm，光子密度提高了近一个量级。这些结果满足NSRL在现有光源条件下提升XAFS数据采集质量的要求。
复合晶体 弧矢聚焦 面型误差 弯曲 衍射 assembly crystal sagittal focusing slope error bending diffraction
