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随着第三代同步辐射和自由电子激光光源以及光束线技术的发展,以掠入射反射镜为代表的大尺寸高精度光学表面的应用日益广泛,尤其是大尺寸平面反射镜,因为利用压弯机构可以将它弯曲成其它难以直接加工的各种复杂曲面形状的同步辐射镜。考虑到反射镜的面形误差对光束线的焦点尺寸有极大影响,因此实现大尺寸高精度反射镜面形的绝对检测是建设高性能光束线的重要基础。上海光源二期线站的目标是建设世界一流的线站,对光学元件的斜率误差要求将普遍提高到0.6μrad/1000mm,而梦之线(Dream line)光束线,更是达到了0.1μrad/180mm。这使大尺寸高精度反射镜的绝对检测成为亟待解决的问题。鉴于同步辐射掠入射光学元件的独有特点,即一般为横向较窄而轴向甚长的长条状,目前大尺寸光学元件面形检测的诸多方法,由于各自存在的局限,都难以直接加以运用。本文通过具体深入地研究斜入射法与干涉绝对检测技术,旨在实现同步辐射大尺寸平面反射镜面形的二维高精度检测,主要研究工作如下:一、总结分析了各种干涉绝对检测技术的利弊,发展出基于镜面旋转对称的适合非圆形平面的绝对测量方法,拓展了传统三平板绝对测量技术的应用范围。完成了理论推导,设计了矩形面的绝对测量方案,并对可能存在的误差进行了详细地分析,然后从模拟仿真与实验测量两个方面分别验证了该方法的有效性。在综合考虑各方面因素后,模拟仿真表明,理论上系统误差可以达到10-5λ (λ=632.8nm) rms量级,斜率误差的测量精度优于0.1μrad rms。最后应用该方法完成了对高精度矩形平面镜的实验测试。实验结果表明,与传统三平板绝对测量方法相比较,两种方法在高度轮廓误差和斜率误差方面的计算结果都能较好地吻合,从而验证了该方法的可行性,为高精度光学平面面形的检测提供了一种有效的途径。二、建立了一种简便有效的利用小口径干涉仪获取大尺寸光学元件二维面形误差的高精度测量方法。该方法通过将斜入射测量与N次旋转平均测量结合,突破了干涉仪口径的限制,实现了掠入射大尺寸X射线反射镜的二维绝对面形检测,并顺利解决了传统干涉绝对检测技术中的参考镜拆卸问题。我们从系统误差与随机误差两个方面综合研究了该方法的测量不确定度,并通过数值仿真模拟分别分析了有限旋转次数N与斜入射角度对系统误差的影响。还通过具体的数值估算给出了斜入射法测量柱面镜的曲率条件,拓宽了其应用范围,并讨论了实施斜入射绝对检测的镜面面形要求,为该方法的适用条件做出了比较详细的说明。最后,我们通过高精度矩形镜在不同斜入射角度与旋转次数下的具体实验,验证了模拟分析的结论。实验结果表明,基于旋转平均的斜入射绝对检测法与垂直入射绝对检测的测量结果较好吻合,两者残差优于0.7nm rms。我们还估算了12次旋转平均81.7o斜入射角度下的该方法标准测量不确定度。计算结果表明,相较于系统误差,受环境干扰的随机误差是影响该方法精度的主要因素。对比大尺寸光学元件面形的其它各种检测方法,我们提出的斜入射绝对检测方法操作简便,可以有效地承担起大尺寸同步辐射反射镜面形的高精度检测任务。三、提出了一种新颖的大尺寸反射镜斜率误差的直接测量方法,即基于伪剪切的斜入射绝对检测法。该方法通过将伪剪切技术与斜入射法有效地结合,不仅可以方便快速地直接求出大尺寸同步辐射光学元件的绝对斜率误差,而且还避免了传统伪剪切法中出现的运算误差积累问题。从理论上推导其测量公式,建立起大尺寸矩形面的绝对斜率误差测量方案,并对可能存在的系统误差也进行了详细地分析,最后通过模拟仿真给出了该方法的测量精度。通过分析可知,该方法的系统误差主要来源于两个方面,即倾斜误差与位移误差。模拟计算表明,当倾斜误差为0.2′,位移误差为0.1pixel时,该方法对于斜率误差rms值的测量相对误差为0.2,即测量精度5倍优于被测镜面精度,从而证明了方法的可行性,为大尺寸高精度光学平面的斜率误差检测又提供了一种新颖可靠的解决思路。