上海光源“梦之线”通光成功

2013/08/12 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

超高分辨宽能段光电子实验系统(简称“梦之线”)是国家财政部支持的国家重大科研装备研制项目,目标是建成迄今国际上最先进的同步辐射光束线-光电子实验系统(Dreamline)。实现光束线的超宽能段(20200eV,2002000eV)和超高分辨率(25 meV@1000 eV或更好,优于世界纪录 30 meV),创造软X射线能量分辩率的世界最高记录。

为了保证光束线的性能指标,建设团队在安装过程中对每一个部件都按照严格标准进行安装、准直。由于光束线的能量范围覆盖碳边,为了防止碳污染对以后实验的影响,对每一个镜箱的真空都提出了严格的要求,并进行了一个多月的真空烘烤,镜箱真空达到1.110-10Torr

为了实现超高能量分辨率,光束线很多部件的性能已经达到了厂家的加工极限,而且对束线的准直、安装和温度稳定性、振动稳定性也提出了非常高的要求。为了避免在低能处的超高热负载,光束线采用双EPU作为光源,分别适用于低能段和高能段,通过平移进行切换。高热负载会引起镜面的热变形,在超高能量分辨率的条件下,对镜面热变形的要求也非常严格,因此我们对光束线的第一和第二块平面镜均采用了内部水冷进行冷却,以最大限度地降低热变形;降低后的热变形仍然会影响能量分辨率,我们在设计中采用了变线距光栅聚焦的方式,可以对热变形进行修正,并设计了一套热修正BPM,可以在不影响正常用光的情况下测量热变形半径,从而进行修正。单色仪中采用4块光栅,以覆盖不同的能量范围和获得不同的能量分辨率。建设团队对光栅的姿态进行非常精密的调节,在通光状态下微调光栅的姿态,使光栅切换过程中样品处的光斑位置不变。由于单色仪放置于辐射防护棚屋之外,通过采取局部屏蔽的方式,解决了辐射防护问题。在超高能量分辨率下对能量的稳定性也提出了很高的要求,为此把单色仪置于恒温棚屋内,温度稳定性0.1°C。单色光狭缝的热膨胀对于能量稳定性也有很大的影响,采用因瓦合金作为单色光狭缝的支架,最大限度地降低了单色光狭缝的热膨胀系数,并且采用局部控温的方式保证其温度稳定性。狭缝后是KB镜,用来将单色光聚焦到样品处,聚焦光斑的大小是几个微米,KB镜的姿态对于聚焦光斑的大小至关重要,两块KB镜一共有10个自由度可以调节,对于加工、安装和调试提出了非常高的要求。

光束线子项目自20101月开始动工,经过邰仁忠研究员领导的团队3年半的努力,已经全部安装完成,并于201372921:00开始通光调试,经过17个小时的紧张工作,于3013:55分在实验站看到了第一缕梦之光,当时光束线的通光条件为:束流5mA,光源为EPU148gap60mm,光栅线密度为400L/mm,白光状态。通光时没有对镜子姿态做太多调整,说明之前的安装工作做得很好,光学准直可靠,光机电控系统良好。预计9月份开始第二轮调光,在单色光模式下优化光路,冲刺软X射线能量分辨率的世界纪录。(物理与环境部 供稿)

 

 

X光在ARPES实验站荧光靶上产生的荧光用CCD观察到的X

 

 

 

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