同步辐射红外(SRIR)光具有光谱范围宽、发散角小、亮度高以及信噪比高等优点,结合传统红外谱学技术,采用SRIR谱学显微技术对样品进行红外谱学显微,可以获得样品微米级别的空间光谱信息。利用MiTeGen聚亚酰胺小环作为样品,以上海光源BL01B1线站的SRIR光为光源,通过点扫描采样方式进行同步辐射红外三维谱学显微实验研究。通过获得聚亚酰胺小环在不同角度下的SRIR二维显微光谱信息,选取波数范围为1495~1485 cm -1的显微光谱信息处理,用代数迭代算法对聚亚酰胺小环的化学组分酰胺Ⅱ进行SRIR三维显微重构,获得了完整的三维重构图。实验表明本文方法能够以较高的信噪比重构出样品化学组分的三维红外显微结构。

同步辐射红外光源具有宽光谱范围、高准直性、高亮度等特点。相比于传统的红外热光源，同步辐射红外光源的尺寸非常小，空间分辨率可达到衍射极限。为了得到准确的空间分辨率信息，对上海光源BL01B1红外谱学显微光束线站的空间分辨率进行了测试。使用刀片法和鉴别率板对上海光源BL01B1红外谱学显微光束线站水平和垂直方向的空间分辨率进行了详细测量，两种测试方法的结果都表明在所测的中红外波段，同步辐射红外谱学显微技术的空间分辨率达到衍射极限，与理论值十分符合。

针对上海光源谱学显微光束线站的性能要求，对其核心部件单色器进行结构设计。阐述了单色器的扫描运动原理，论述了波长扫描机构的设计方案，具体分析平面镜和光栅的转角重复精度影响因素；描述光栅切换机构，着重分析其水平偏差、垂直偏差、滚角、摆角和投角的精度问题；采用六杆并联机构的方案完成镜箱调节机构的设计，分析其支杆的调节范围和分辨力情况。给出了单色器的结构，并且对其精度进行了测试。测试结果表明，平面镜和光栅的转角重复精度分别为0.166″和0.149″；光栅切换机构的滚角、摆角和投角的重复精度分别为0.08″、0.12″和0.05″。这说明了单色器的结构设计方案和机械精度满足技术要求。

为提高上海光源搭建的国内首条软X射线谱学显微光束线站的整体性能，分析了其分光装置-变包含角平面光栅单色仪在波长扫描过程中影响谱学显微光束线光斑水平漂移的各个因素，推导出了各因素与光斑水平漂移的传递关系，并结合具体要求进行了误差分配。针对光斑水平角漂移重复精度的检测，采用自准直原理，构建了测试系统。利用该系统，完成了谱学显微光束线站光斑水平漂移重复精度的离线检测，其结果为0.67″，满足设计指标1″的要求。对安装调试后的束线进行了总体性能测试，结果均满足谱学显微设计和使用要求。由此表明，提出的对谱学显微光束线光斑水平漂移误差来源的分析及检测方法，有效保证了束线性能的实现。