同步輻射晶體單色器高次諧波在光學檢測中的應用

陶芬，薛蓮，司尚禹，李中亮，鄧彪

（中國科學院上海高等研究院上海光源科學中心，上海 201210）

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同步輻射是相對論帶電粒子在電磁場中做圓周運動時沿切線方向發出的韌致輻射。這種電磁波可以覆蓋從遠紅外到硬X 射線的光譜范圍，相較于傳統的X 射線光源，同步輻射具有高亮度、高準直和高純凈的特點。在同步輻射光束線中，利用單色器等X 射線光學元件，可以方便地調節光子的能量、帶寬和偏振等特性，為分子原子物理、生物醫藥、綠色能源等領域提供一個強有力的研究工具。

同步輻射光束通常利用分光晶體的衍射，調制出實驗所需的特定帶寬和能量的單色X 射線。然而光束的角發散、諧波效應以及晶體的動力學衍射效應會引起衍射光的能譜展寬和諧波疊加，從而降低出射光的單色性，影響科學實驗的數據［1］。為解決這一問題，可通過雙晶失諧、非對稱切槽晶體、配置不同指數面晶體及諧波抑制鏡等方法來獲得高純的X 射線［2-4］，但出射光中通常還不可避免地包含由晶體高指數面衍射的高次諧波。高次諧波是一種具有高能量和高分辨的單色光［5-6］，可應用于譜學、成像及衍射等實驗方法的檢測中［7］，實現同步輻射光束線設備及光學元件高精度的在線表征，有助于拓展同步輻射光束線站的應用范圍。

隨著上海光源二期線站建設工程的有序展開，對于同步輻射X 射線在線檢測技術提出了許多新的要求，例如中能譜學線站的低能量2 keV 的檢測，高能勞厄單色器晶體高能30～60 keV 的檢測，以及高分辨單色光成像光斑均勻性檢測等。……