高热负载X射线反射镜多段复合冷却方法优化

摘要：

高重复频率的自由电子激光和低发射度的同步辐射衍射极限环光源对反射镜的热变形提出了更高的要求.针对上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)高热平均功率的特点和波前保持的需求,计算了第一条光束线中第一面反射镜M1在不同能量点下的热功率分布,并建立了有限元热学和结构耦合分析模型进行了 M1的热变形计算和波前传播模拟.最终,采用多段冷却和复合使用的方式对反射镜冷却进行了优化设计,使得在入射光能量为7.0 keV、掠入射角为4.0mrad的情况下的额定热功率从0.48 W提高到了 3.06 W,工作重复频率提升了 6.4倍.光学模拟结果显示,在其他不同特定能量点下额定热功率也有2.0～8.3倍的提升.

关键词：X射线光学、光学设计、有限元、热分析、高度残差、冷却

所属期刊栏目：42

分类号：O434.1(光学)

资助基金：上海市科技创新行动计划;上海市科技重大专项

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：252-258