CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
相干X射线传输特性研究
Alternative TitleA Study on Propagation Properties of Coherent X-rays
滑文强
Subtype博士
Thesis Advisor王劼
2013-04
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline核技术及应用
Keyword同步辐射 部分相干 高斯-谢尔模型 分数塔尔博特效应 功率谱密度
Abstract光学相干的实验技术,如相干X射线衍射,X射线全息等,依赖于波前上不同点之间在空间和时间上的关联程度。一般的,入射到样品上的光束的相干度低,则所得实验数据或图样中的细节信息就有可能会被模糊掉。根据光学相干理论,通常在同步辐射光源的相干实验中,X射线光束的时间相干性可以通过单色化获得,而空间相干性的提高则主要通过增加光束传播距离和波前限制的方法。近年来,随着同步辐射三代光源的发展和波荡器的大量使用与不断改进,使得同步辐射光源点的发射度逐步降低,其产生的X射线光束的空间相干性能也在逐渐提高,从而使得一些相干X射线实验也得以开展。然而如何根据相干实验的要求,获得所需要的相干X射线光束,分析光学元件对相干X射线光束传输特性的影响,并进行相干X射线的检测等,对于发展X射线相干实验技术而言是十分重要且迫切需要解决的问题。另一方面,对于一条实际的光束线,不仅有光学部件,还有很多辅助元器件,比如狭缝、铍窗等。辅助元器件的组成和结构均匀性的缺陷,会使得相干光束的波前出现调制,从而影响有关实验。针对以上问题,本博士论文主要开展了以下工作: 1. 同步辐射光源可以被视为一个部分相干X射线光源,建立了PetraIII波荡器和上海光源一期波荡器的光源点的高斯-谢尔相干模式分解模型;通过与高斯-谢尔模型的对比,分析得出了采用高斯-谢尔相干模式分解模型模拟X射线光束时在确保足够模拟精度的情况下所需要的最少模式数,建立了模式数取舍规则。分析表明,对于波荡器光源,在进行相干X射线光束模拟时可以忽略相对权重低于0.001的模式,而这极大地降低了的计算量。 2. 基于高斯-谢尔模型的相干模式分解理论和波动光学,建立了部分相干X射线光束通过主要光束线元件的传播模型。利用传播模型,分析了部分相干X射线光束通过理想狭缝和理想透镜后的光束性质,为相干实验和相干光束线的设计提供了狭缝和聚焦镜的位置、大小和其他参数的分析优化手段;模拟了杨氏双缝干涉法在X射线光束相干度测量中的应用,为硬X射线光束相干度测量提供了理论依据。分析了部分相干的微聚焦X射线光束照射下光栅的分数塔尔博特效应。进一步计算了在准直X射线光束入射下,光栅塔尔博特效应随传播距离增加,自成像条纹的变化,并分析了影响自成像条纹形状的因素。分析了通过光栅衍射条纹测量同步辐射光束的相干度。 3. 为解决非理想表面情况下,反射镜缺陷对相干X射线波前的调制,结合功率谱密度理论和分形理论,模拟出了满足不同分形分布的反射镜表面轮廓;初步计算了点光源X射线光束经过非理想反射面聚焦后的波前传播特性。通过改变功率谱密度函数的参数,分析了不同反射面对相干X射线光束聚焦性能的影响,通过瑞利判据就可以得出反射面的功率谱密度函数满足相干实验需求的物理条件。
Pages117
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/13359
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
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GB/T 7714
滑文强. 相干X射线传输特性研究[D]. 中国科学院研究生院,2013.
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