X射線光束線儀器與條形射頻源離子束刻蝕設備研制若干問題研究.pdf

1、同步輻射(SR)、慣性約束聚變(ICF)等以粒子束輸運(Particle transport)為基礎的大科學工程裝置近年來在世界范圍廣泛發(fā)展，與之相關的非標儀器設備普遍涉及多門學科的精密集成，往往成為工程實施的關鍵。 論文主要介紹SRX射線光束線關鍵儀器、制作ICF大口徑衍射光學元件的條形源大型離子束刻蝕設備若干設計制造技術和性能分析。主要內容包括以下兩個方面： 1)NSRL X射線光束線儀器關鍵技術。根據(jù)我們x射線光

2、束線儀器特點以及二期工程改造后的光源性能對儀器的影響，利用有限元數(shù)值模擬方法開展光學元件(U7C雙晶單色器、U7B大面積聚焦鏡)在沒有水冷情況下的熱載分析，通過對光子通量的測量，在線測試了雙晶單色器的熱效應，定性地分析了其從開機冷態(tài)到熱平衡這一動態(tài)過程，并與普通底面間接水冷方式的模擬結果作了比較；對儀器的關鍵結構(雙晶單色器聯(lián)動機構、x射線聚焦鏡壓彎調整機構)從其原理、具體實施方法作了詳細描述、討論，并結合實際應用給出了其性能，系統(tǒng)地開

3、展此類同步輻射關鍵儀器功能機構的研究。 2)KZ-400離子束刻蝕裝置研制?；跅l形射頻源，我們研制了大尺寸基底往返線性掃描矩形離子束的刻蝕設備，用于大口徑衍射光學元件圖形轉移工藝。詳細闡述了此裝置的工作原理，以及方形大真空室、三維調節(jié)運動工作臺及線形運動系統(tǒng)、離子束流密度探測等結構特點與設計分析。通過試驗測試不同工作氣體壓力、氣流，加速電壓與束壓等條件下的長軸束流密度均勻性，給出了相應的利用束闌修剪引出離子束邊緣從而提高束流

4、密度均勻性的措施，達到優(yōu)于5％的均勻性。不同工況條件下的刻蝕實驗表明刻蝕機性能滿足要求。 最后歸納總結了基于x射線、矩形離子束傳輸軌跡(Beam tracing)的儀器設備相關共性的問題：一定能量和空間分布的束線追跡模擬與測量，以及在受照光學表面投影引起的熱載影響及數(shù)值模擬方法；對于一定性能需求的束線傳輸儀器設備，采用機械機構補償運動、微小位移補償精度調整實現(xiàn)要求束線傳輸軌跡、提高束線傳輸性能的設計方法。同時簡單討論了這些方法的