X射线光束线用小型椭圆弯曲型反射镜的预调节
本文主要介绍这种压弯型反射镜的调节方法及表面质童评价办法。给出一小型反封镜弯曲调节为椭圆柱面的结果。
1.引言
LTP是一种实现准实时调节压弯型反射镜的有效方法。它能测量反射镜表面斜率 随切点的变化函数:(x) }s(x)积分后得到高度函数k(x)。它还可以单独测量表面子午方向而不必考虑弧矢方向。这样,对于正交半径相差较大的深度椭圆面和超环面,不必像大多数干涉测量法那样在很小范围内分辨条纹的情况下测量。
光束线设计者通常以圆锥截面的一些参数及其相应公差的形式给出对反射镜表面的要求。之所以采用圆锥截面,是因为它是共扼点成像方式。比如。椭圆面将一个焦点发出的 光束会聚到另一焦点。抛物面是椭圆面的特例,它的一个焦点在无穷远。一离轴抛物面,在其焦点处放一点光源,可将光束准直,从而用于晶体单色仪或Gabor全息。另外,在某些 设计中,可把超环面近似看作椭圆面,且造价要相对便宜。
就弯型反射镜而言,其表面是沿一个方向弯曲的。当表面是超环面时,子午半径可变而弧矢半径固定,亦即反射镜子午方向为半径R可调的圆。若希望表面是参数可调节的椭 圆(比如长半轴a),则直接了当的弯曲办法是将各端面与非对称藕合对相靠。反射镜必然为柱面椭圆,也就是说,在子午方向为椭圆而弧矢方向为高度恒定(平面)。
以上提到的可调参数有两种,一种是子午方向的半径(超环面),另一种是子午方向的长半轴(椭圆面)。测量这些可调参数只涉及反射镜子午方向。LTP测表面斜率,可以得出子午方向的高度轮廓。因而它非常适合于弯曲型反射镜的参数调节。
2.表面模型
从反射镜设计参数可以建立理想表面函数h(x)。一般地,反射镜表面根据表面高度h的实际测量值h"(x)与理想表面h(x)的偏差作出评价。评价指标有以下两种方式,即均方根差:
图1给出描述表面的三种函数的关系。同样,
必须注意,在使用单纯形算法时,得出的结果应该是合理的。如果测量结果干扰较大或椭圆面位置不正确,参数拟合值显然会远离设计值。
3.反射镜的调整
图3是Lawrence Berkeley实验室光束线10. 3上采用的微弯曲反射镜(TBM)结构示意图. 反射镜两边是调节螺丝,分别独立调节反射镜一端,实际上,一端的调节往往需要另一端调节配合。
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