1 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
2 散裂中子源科学中心, 广东 东莞 523803
第四代同步辐射光源为多个研究领域提供了亮度和相干度更高、性能更加优异的X射线。为了充分发挥这些光束的潜力,需要精确的光束线装调和高质量的X射线光学元件。波前检测技术在这些方面发挥着重要作用。近10年来快速发展起来的基于X射线近场散斑的波前检测技术,具有简便易行、测量精度高等优点。利用散斑在深菲涅耳区形状和大小不变的特性,在参考图和样品图之间进行互相关计算,提取出入射波、待测光学元件透射波或反射波的波前信息。综述了利用X射线近场散斑开展波前检测的研究现状,介绍了X射线散斑追迹技术、X射线散斑向量追迹技术、X射线散斑扫描技术、自相关X射线散斑扫描技术、通用调制图样分析技术和Ptychographic X射线散斑追迹技术的原理、实验流程,以及各自的优势和应用。
X射线光学 同步辐射 波前检测 X射线近场散斑 面形检测
1 中国科学院高能物理研究所多学科研究中心, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
本文总结了当前同步辐射 X射线反射镜光学制造技术的需求背景、发展现状以及未来方向。同步辐射光源是国家重大科学装置, 作为同步辐射光源重要光学元件的 X射线反射镜, 直接决定着光学调制品质。短波长掠入射的特殊应用场景, 使 X射线反射镜有着更为特殊且高精度的面形要求, 其加工与检测技术长期为国外所垄断, 国内发展较为缓慢, 面对国内未来同步辐射装置的建设需求, 我国亟需打破这一现状。
X射线聚焦 同步辐射光源 短波长 反射镜 X-ray focusing synchrotron radiation light source short wavelength reflector
Author Affiliations
Abstract
Laboratory of X-ray Optics and Technologies, Beijing Synchrotron Radiation Facility, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Signal distortion due to the non-uniform response of the detector degrades the measurement accuracy of most metrology instruments. In this Letter, we report a newly developed calibration source system for reference-based non-uniformity correction using a laser source, a fiber, and a diffusive module. By applying the Monte Carlo simulation, we show that the transmittance of the system highly depends on the cavity reflection of the diffusive module. We also demonstrate the use of this system to achieve a flat field at a very low non-uniformity (less than 0.2%) with proper illumination intensity, which most costly commercial integrating sphere systems traditionally cannot provide.
040.1240 Arrays 290.7050 Turbid media 290.0290 Scattering 030.1670 Coherent optical effects 030.6140 Speckle Chinese Optics Letters
2015, 13(4): 040402
中国科学院 高能物理研究所 北京同步辐射装置 X射线光学与技术实验室, 北京 100049
根据对阵列探测器光电响应误差校正的要求, 基于纳米颗粒溶液漫散射效应建立了能产生高平整度参考光场的激光平场系统。介绍了激光平场装置的结构和工作原理及光学设计中涉及的若干关键技术。使用光纤将激光高效地导入溶液中, 通过优化光纤位置和腔体结构参数, 在保证一定光场均匀度的前提下, 提高系统的光能利用率, 降低界面上的背向散射损耗。基于改进过的蒙特卡洛程序, 数值计算了腔体材料反射率对系统透射率的影响。最后, 利用现有的高反射率聚四氟乙烯材料, 设计了激光平场系统。结果显示, 光纤端口的最优位置取决于腔体反射率, 对于高反射率的腔体材料, 靠近腔体背部的光纤端口可以有效增强前向散射。设计的激光平场系统能够提供的光场均匀度好于0.3%, 可基本满足长程面形仪等高精度激光测量装置中探测器误差校正的需求。
激光平场系统 纳米颗粒 溶液 漫散射 CCD探测器 非均匀响应 校正 laser flat-field system nano-particle solution diffusion CCD array detector non-uniform response correction
中国科学院高能物理研究所, X射线光学与技术实验室, 北京 100049
利用矩阵光学方法, 计算得出五角棱镜两种光学平行差的解析表达式, 分析五角棱镜光学平行差与工作面法向矢量夹角的矩阵关系.基于Agilent激光干涉仪角度测量系统和DHC三维转台搭建实验装置, 测量了Thorlabs五角棱镜的两种光学平行差.实验和解析式计算结果偏离度不超过4%.五角棱镜滚动角、偏摆角的变化等效于五角棱镜光学平行差的变化.通过坐标系变换, 五角棱镜的自身误差和系统在线测量误差可以被同时标定.该研究对五角棱镜的实际加工、测量系统标定, 以及高准确度面形检测提供了参考.
光学器件 五角棱镜 误差分析 矩阵光学 系统校准 Optical devices Pentaprism Tolerance analysis Matrix optics System calibration
1 中国科学技术大学 光学与光学工程系，安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学 近代力学系，安徽 合肥 230026
建立了以线阵CCD作为探测组件的激光衍射粒径测量系统用于颗粒群直径分布的测量。在数值计算的基础上，分析了传统Chin-Shifrin积分变换粒径分布反演算法存在的两个问题：小粒径反演结果的发散和多假峰现象，并结合理论分析给出了这两种现象的物理图像。提出了修正积分变换公式以解决小粒径反演结果发散的问题并针对Chin-Shifrin变换的具体应用，通过对比散射光强角分布特征，研究了Fraunhofer衍射对Mie散射近似的有效角度范围。计算结果显示，最大近似角度是随着粒径参数上升单调下降的，但积分变换的精度是不断提高的。最后，应用改进的Chin-Shifrin反演算法处理了实验测量数据，结果表明，改进的反演算法的精度较高，适合工业领域的应用。
Fraunhofer衍射 Mie散射 反演算法 粒径分布 线阵CCD Fraunhofer diffraction Mie scattering inversion algorithm particle size distribution linear CCD
1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
2 加拿大麦克马斯特大学工学院工程物理系, 安大略省 汉密尔顿市, 加拿大
介绍了非全息三维显示技术,对双眼视差(佩戴眼镜、裸眼)、非双眼视差的立体显示技术进行了评述。讨论了图书、高清液晶显示和激光显示等应用中的三维显示技术的最新进展。
立体显示 双眼视差 偏振 光栅 stereoscopic display binocular disparity polarization grating
