反射镜模组、同步辐射装置及自由电子激光装置制造方法及图纸

本申请公开了一种反射镜模组、同步辐射装置及自由电子激光装置，涉及同步辐射及自由电子激光技术领域。反射镜模组包括镜体，镜体具有上表面及与上表面相邻的侧面，上表面为光束的反射面，反射镜模组还包括第一凹槽、冷却模块和加热模块，第一凹槽设于侧面；冷却模块包括第一冷却结构和第二冷却结构，第一冷却结构设于上表面的下方，第二冷却结构设于第一冷却结构靠近侧面的一侧，冷却模块用于降低镜体的温度；加热模块用于镜体进行加热。本申请提供的反射镜模组可起到在光斑中心和反射面物理中心不一致情况下，反射镜面高度误差RMS值和斜率误差RMS值均满足预设要求的作用。斜率误差RMS值均满足预设要求的作用。斜率误差RMS值均满足预设要求的作用。

【技术实现步骤摘要】
反射镜模组、同步辐射装置及自由电子激光装置


[0001]本申请涉及同步辐射及自由电子激光
，尤其涉及一种反射镜模组、同步辐射装置及自由电子激光装置。

技术介绍

[0002]同步辐射及自由电子激光装置中光束线的反射镜一般都要吸收来自光源的热载荷。反射镜吸收光源热功率后，在反射镜上会产生温度梯度，从而导致镜面出现热变形，最终对X射线的传输效率和传输质量造成不利影响。
[0003]第四代光源，无论是衍射极限环还是自由电子激光装置，对反射镜镜体的面形控制提出了非常高的要求，一般要求高度误差RMS(Root Mean Square，均方根)值在1nm左右及斜率误差RMS值在100nrad左右，因此必须对反射镜采用合适面形方案。
[0004]目前光束线反射镜的冷却方案有除了一般常用的侧面接触冷却外，相关技术中还采用的侧面开槽设计，通过优化切槽位置、深度和宽度等参数使特定热负荷作用下的表面热变形最小。国内上海光源提出了侧面局部冷却方案，在保持反射镜外观完整的情况下，对于冷却铜块和反射镜侧面接触区域的长度和宽度进行优化，可以对某个载荷得到极小的面形误差。除了侧面接触冷却外，对于短尺寸的光学元件还有利用内部通道冷却的方案。当然在此基础上也发展出了针对自由电子激光装置光束线光学元件的冷却办法。例如相关技术中就提出使用电加热片进行温度补偿的冷却方案。
[0005]这些方案有个共同点就是只能针对光斑中心和反射镜的表面中心基本一致时才有效。当反射面上光斑中心和反射面物理中心不一致时上述方案就不再适用了。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种反射镜模组、同步辐射装置及自由电子激光装置，以解决现有技术中缺乏能够应对反射面上光斑中心和反射面物理中心不一致情况的反射镜模组的技术问题。
[0007]本申请提供了：
[0008]一种反射镜模组，包括镜体，所述镜体具有上表面及与所述上表面相邻的侧面，所述上表面为光束的反射面；
[0009]所述反射镜模组还包括开设于所述镜体的第一凹槽，所述第一凹槽设于所述侧面，并沿所述镜体的长度方向贯穿所述镜体；
[0010]所述反射镜模组还包括冷却模块，所述冷却模块包括第一冷却结构和第二冷却结构，所述第一冷却结构设于所述上表面的下方，并沿所述镜体的长度方向设置，所述第一冷却结构外接供冷系统以降低所述镜体的温度；所述第二冷却结构设于所述第一冷却结构靠近所述侧面的一侧，所述第二冷却结构包括第一通道和导热片，所述导热片用于与所述镜体进行热量传导，所述第一通道外接供冷系统带走所述导热片上的热量以降低所述镜体的温度；
[0011]所述反射镜模组还包括加热模块，所述加热模块连接于所述导热片，所述加热模块对所述镜体进行加热。
[0012]另外，根据本申请的反射镜模组，还可具有如下附加的技术特征：
[0013]在本申请的一些实施方式中，所述第一冷却结构包括多个第二通道，多个所述第二通道沿所述镜体的宽度方向平行设置。
[0014]在本申请的一些实施方式中，所述第二冷却结构还包括开设于所述镜体上的第二凹槽，所述第二凹槽位于所述上表面并沿所述镜体的长度方向设置，其开口朝上且槽内均匀填充热传导介质。
[0015]在本申请的一些实施方式中，所述导热片的一端插入所述热传导介质内，另一端连接所述第一通道，所述导热片与所述第二凹槽的槽体彼此分离。
[0016]在本申请的一些实施方式中，所述加热模块包括至少两个加热片及加热控制器，所述加热片连接于所述导热片露出所述热传导介质的部分，且各所述加热片沿所述镜体的长度方向间隔设置；
[0017]所述加热控制器用于根据所述反射镜的面形确定所述加热片的加热控制指令，所述加热片根据所述加热控制指令对所述镜体进行加热。
[0018]在本申请的一些实施方式中，所述第一凹槽位于所述第二凹槽远离上表面的一侧。
[0019]在本申请的一些实施方式中，所述侧面的数量为两个，两所述侧面分别连接于所述上表面沿所述镜体宽度方向设置的两侧；
[0020]所述第一凹槽的数量为两个，两所述第一凹槽对称分布于两所述侧面；
[0021]所述第二冷却结构的数量为两个，两所述第二冷却结构沿所述镜体的宽度方向对称分布于所述第一冷却结构的两侧；
[0022]所述加热模块的数量为两个，两所述加热模块分别连接于两所述导热片。
[0023]在本申请的一些实施方式中，所述导热片的长度小于所述镜体上的光斑的长度。
[0024]在本申请还提供了一种同步辐射装置，包括如述的反射镜模组。
[0025]在本申请还提供了一种自由电子激光装置，包括如述的反射镜模组。
[0026]相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种反射镜模组，在光斑中心和反射面物理中心不一致情况下，通过使所述第一凹槽用于抑制所述镜体的变形从而控制所述反射镜的面形，再配合设置所述冷却模块用于降低所述镜体的温度从而控制所述反射镜的面形，再配合所述加热模块对所述镜体进行加热从而对反射镜的面形进行补偿，使得该反射镜控制模组能够在处理高热负载的同时，既能通过冷却模块对镜体进行冷却，控制反射镜的面形，又能通过加热模块对反射镜面形进行补偿，最终实现反射镜面高度误差RMS值保持在1nm左右，斜率误差RMS值保持在100nrad左右，满足预设要求。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1示出了镜体的工作原理图；
[0029]图2示出了本申请的反射镜模组的结构示意图；
[0030]图3示出了图2中A
‑
A处的截面示意图；
[0031]图4示出了反射镜模组的工作原理图；
[0032]图5示出了X射线照射至反射面得到的子午线的法线方向的变形分布曲线图；
[0033]图6示出了X射线照射至反射面得到的子午线的法线方向的斜率误差分布曲线图；
[0034]图7示出了一些实施例中第二通道呈圆弧形分布的结构示意图；
[0035]图8示出了一些实施例中第二通道呈折线形分布的结构示意图。
[0036]主要元件符号说明：10
‑
X射线；20
‑
光斑；30
‑
子午线；100
‑
反射镜模组；110
‑
镜体；111
‑
上表面；112
‑
侧面；D1
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长度方向；D2
‑
宽度方向；120
‑
第一凹槽；130
‑
冷却模块；131
‑
第一冷却结构；132本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射镜模组，包括镜体，所述镜体具有上表面及与所述上表面相邻的侧面，所述上表面为光束的反射面，其特征在于，所述反射镜模组还包括开设于所述镜体的第一凹槽，所述第一凹槽设于所述侧面，并沿所述镜体的长度方向贯穿所述镜体；所述反射镜模组还包括冷却模块，所述冷却模块包括第一冷却结构和第二冷却结构，所述第一冷却结构设于所述上表面的下方，并沿所述镜体的长度方向设置，所述第一冷却结构外接供冷系统以降低所述镜体的温度；所述第二冷却结构设于所述第一冷却结构靠近所述侧面的一侧，所述第二冷却结构包括第一通道和导热片，所述导热片用于与所述镜体进行热量传导，所述第一通道外接供冷系统带走所述导热片上的热量以降低所述镜体的温度；所述反射镜模组还包括加热模块，所述加热模块连接于所述导热片，所述加热模块对所述镜体进行加热。2.根据权利要求1所述的反射镜模组，其特征在于，所述第一冷却结构包括多个第二通道，多个所述第二通道沿所述镜体的宽度方向平行设置。3.根据权利要求1所述的反射镜模组，其特征在于，所述第二冷却结构还包括开设于所述镜体上的第二凹槽，所述第二凹槽位于所述上表面并沿所述镜体的长度方向设置，其开口朝上且槽内均匀填充热传导介质。4.根据权利要求3所述的反射镜模组，其特征在于，所述导热片的一端插入所述热传导介质内，另一端连接所述第一通道，所述导热片...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐中民，
申请(专利权)人：深圳综合粒子设施研究院，
类型：发明
国别省市：