用光纤传输激光的方法实现激光扫描雕刻

利用扩束镜和聚焦透镜的组合，把峰值功率高达二百多千瓦的调ＱＹＡＧ激光耦合到光纤中，并用双透镜将光纤输出端的出射激光聚焦，成功地应用在光纤传输激光雕刻机中。     

Realization of Tip Tilting By 8-Step Line Tilting

By direct calculation of rotation matrices of SO（3）, we show how certain specific sequence of eight consecutive rotations of digital angles can yield a tilting of a facet mirror. We also design a detailed program specifically to tilt an array of mirrors from planar orientation to the required focusing orientation. We describe how to use the 8-step to realize the focusing of the mirror array. We have found, in our designed program, an important feature of row-sharing during the rotations for the columns and similarly the column-sharing during the rotations for the row. This feature can save a lot of operating time during the actual realization of the mechanical movements.     

软X射线布拉格-菲涅耳多层膜一维聚焦镜的近似理论设计

从动力学原理出发对Ｘ射线布拉格－菲涅耳多层膜一维聚焦镜的近似设计理论作了推导，给出了近似方程并对近似理论作了误差分析。同时给出了作者编制的数值化计算机程序系统的设计框图及其设计结果，也给出了多层膜膜系设计结果     

泵浦光聚焦特性对高重频1064 nm被动调Q激光器的影响

研究了泵浦光聚焦特性对被动调Q激光器输出激光特性的影响。使用10 W激光二极管(LD)和焦距为4 mm的耦合聚焦镜,在不改变LD和谐振腔结构与间距(15 mm)的情况下,选取5个耦合聚焦镜位置,研究对应泵浦光聚焦特性对输出激光特性的影响,特别是对输出脉冲稳定性的影响。泵浦功率为3.550 W时,相较于其他耦合聚焦镜位置,在耦合聚焦镜距离LD 7.50 mm处,被动调Q激光器实现了更高重复频率(160 kHz)、更高平均输出功率(360 mW)、更高单脉冲能量(2.250 μJ)、更低时域抖动(120 ns)的稳定脉冲输出。实验数据说明,耦合聚焦镜距离LD 7.50 mm处,泵浦光聚焦光斑与谐振腔基模光斑的匹配程度较好。理论计算得出,耦合聚焦镜距离LD 7.50 mm时,谐振腔基模光斑尺寸与泵浦光聚焦光斑束腰尺寸的比值为0.854,该比值对今后开展高重频被动调Q激光器相关研究具有一定的借鉴意义。     

超环面聚焦镜压弯装置的优化设计

介绍了同步辐射光束线中，超环面聚焦镜四点压弯装置的机械压弯原理，建立了四点压弯装置的数学模型.针对压弯柱面镜子午方向微小（最大挠度为10－2mm级）弯曲变形，给出理论圆弧线与实际压弯挠曲线之间误差非线性函数，采用CAE技术对误差函数的求解，优化了压弯点力学参量l，使误差函数取值最小.最后通过北京中能辐射光束线中超环面聚焦镜的工程实践，验证了优化设计的正确性.     

二氧化碳激光器谐振腔稳定性的研究

运用光学传播矩阵理论,给出了一个机械调Q二氧化碳激光器谐振腔的等效简化模型．借助此激光器的等效简化模型对该调Q二氧化碳激光器激光腔的稳定性进行了研究．测出了激光器在连续工作条件下输出功率随聚焦镜间距变化的数据,并借助Origin软件画出了实验曲线,使激光工作状态及输出功率随聚焦镜间距的变化情况在激光稳定性图中清楚地表示出来．实验结果与理论分析一致。     

爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜的粒子污染仿真

X射线聚焦镜是一种对粒子污染物颗粒极其敏感的设备,通常依靠控制地面各流程的污染物积累来限制其影响.本文根据粒子污染物的特点,结合Mie散射理论构建了聚焦镜片上的粒子污染颗粒物与入射X射线光子的相互作用模型.在此基础上,结合蒙特卡罗法进行光线追迹工作,构建出爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜的粒子污染仿真程序.通过仿真计算得到入射X射线光子与粒子污染物相互作用时的反应截面与散射角分布函数.这两个量与粒子污染物的尺度相关联,本文将聚焦镜片样本上粒子污染颗粒尺度分布的测量结果进行拟合,得到粒子污染尺度分布.根据上述结果进行仿真计算,得到粒子污染物密度与聚焦镜的有效面积和角分辨的关系,并使用防污染监测数据和爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜性能测试数据验证了仿真结果的可靠性.对爱因斯坦探针后随X射线聚焦镜粒子污染的仿真实现了对粒子污染物影响的定量分析,明确了粒子污染物对聚焦镜各方面性能的具体影响,为防污染工作提供了理论支持.     

中子粉末衍射谱仪束流的椭圆聚焦镜设计

为使中子粉末衍射谱仪满足小样品研究需要,设计了一维椭圆聚焦镜系统并对参数进行了优化,同时对椭圆聚焦镜的相关参数做了较为详细讨论。采用椭圆解析计算和中子追迹程序McStas模拟两种方法,计算了椭圆聚焦镜参数对样品处中子注量率的影响,并以样品处中子注量率最大化为目标给出了优化参数,结果表明,在单色器（椭圆左焦点）到样品（椭圆右焦点）距离为2.7 m情况下,采用超镜因子为3、长度为25 cm的椭圆聚焦镜,其最佳位置为距离样品560 mm处、椭圆长半轴为1 350.016 mm,从而可以提高样品处注量率7倍。     

基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜表征X射线光源参数

X射线光源的焦斑尺寸和焦深对X射线光谱学,尤其是对于微区X射线衍射与荧光分析等领域十分重要的参数。如何高效而准确的表征这些参数对于X射线光源的应用和发展至关重要。现有的光源参数表征方法,尤其在表征微焦斑光源的参数时,都存在自身的局限性。锥形单玻璃管X射线聚焦镜是一种常用的X射线聚焦器件。根据锥形单玻璃管X射线聚焦镜滤波特性和几何特点,分析得到聚焦镜的聚焦光能量上限的大小受到光源焦斑尺寸的影响,提出这个能量上限与光源尺寸和光源到聚焦镜入口的距离之间的数学关系。设计了一种基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数的方法。对锥形单玻璃管X射线聚焦镜的参数进行测量和确定后,将聚焦镜放置要测量的光源前,与光源形成聚焦光路。在光路准直并确保只有在聚焦镜内发生单次全反射的X射线射出聚焦镜的情况下,通过改变聚焦镜与光源焦斑距离并利用能谱探测系统来探测聚焦光并得到多个对应的聚焦光能谱。对所得能谱进行计算与分析,得到各能谱中的能量最大值,即聚焦光的能量上限。利用聚焦光能量上限、光源焦斑尺寸和光源到聚焦镜的距离之间的关系并结合线性拟合法,可同时得到光源焦斑尺寸和焦深。选用制造商给出焦斑尺寸约60 μm,焦深为20 mm的微焦斑钼靶光源作为测量对象,利用基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征方法测量的结果为焦斑尺寸为60.1 μm,焦深为19.7 mm。用小孔成像法表征该光源焦斑尺寸为60.3 μm,焦深为20.1 mm。相较于现有的方法,基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数方法对表征微焦斑光源有一定优势,对表征高能X射线光源有潜在发展和利用价值。     

EP-FXT聚焦镜真实表面状态的性能模拟方法

后随X射线望远镜(follow-up X-ray telescope, FXT)是爱因斯坦探针卫星的主要载荷之一.为了获取高信噪比的数据,实现对观测天体的高精度定位, FXT使用Wolter-Ⅰ型X射线聚焦光学系统,该系统一直是X射线空间天文观测中的重要设备.根据Wolter-Ⅰ型的聚焦原理,结合实际的加工特点,利用蒙特卡罗模拟算法对影响光学成像质量的几个关键参量,如表面粗糙度、面形误差进行了模拟,结合模拟结果对各参量的作用效果进行了分析.之后利用PANTER实验室提供的聚焦镜性能测试结果对模拟方法进行了验证,同时对面形误差参量进行了限制.最终聚焦镜结构热控件半能量宽度(half energy width, HEW)模拟与实测结果基本一致.该模拟过程可以很有效地应用于聚焦镜加工工艺的摸索,为FXT的聚焦镜测试和标定工作提供参考.结合实测标定数据,该模拟方法生成的有效面积、渐晕和点扩散函数等可用于在轨观测标定数据库.