硬X射线亚微米聚焦高稳定柔性铰链压弯机构的模拟分析

潘要霖 毛成文 舒德明 李爱国

1（中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800）2（中国科学院大学 北京 100049）3（Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439, USA）

硬X射线亚微米聚焦高稳定柔性铰链压弯机构的模拟分析

潘要霖1,2毛成文1舒德明3李爱国1

1（中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800）2（中国科学院大学 北京 100049）3（Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439, USA）

空间分辨率和聚焦效率是X射线微纳探针最关键的技术指标。压弯非球面镜具备聚焦效率高、空间分辨好、加工难度低、色散消除等优点。基于上海光源硬X射线微聚焦及应用线站的现有条件，在精确压弯理论的基础上设计了高精度柔性铰链压弯机构并进行了有限元分析，并且进一步对压弯镜体宽度进行了优化。通过长程面形仪(Long Trace Profiler, LTP)对压弯机构的测试，得到压弯非球面镜的斜率误差为430nrad，理论上可实现230nm的硬X射线聚焦光斑。

X射线微纳探针，压弯非球面镜，柔性铰链，有限元分析

由于硬X射线微米、纳米探针具有高能量、高穿透能力、高探测灵敏度、高空间分辨率等特点，因此被广泛应用于众多学科领域的研究探索中。为了追求更好的空间分辨率、更高的通量，科学家们在一个多世纪里发展出了一系列的聚焦方法和技术，如基于折射方法的复合折射透镜CRLs[1]、Kino透镜[2-3]、AFLs透镜[4]；基于反射方法的波导[5-6]、毛细管、非球面反射镜[7-8]；基于衍射方法的波带片[9-11]、多层膜劳厄透镜[12-14]等。

在众多聚焦方法和技术中，采用动态压弯的非球面弹性压弯镜系统由于具有聚焦效率高、空间分辨率高、加工难度较低、光学参数可调、消色散等特点而被广泛应用。……