利用LTP在线测量高热负载反射镜面形畸变的优越性及其应用

　　1.引言

　　本文对高热负载反射镜面形畸变测量问题给与讨论，有时是为了要了解暴露在高亮度同步辐射光束下光学表面的真实质量而要在线测量的。现在已经认识到高热负载下反射镜的畸变对第三代同步辐射光源是一个相当严重的间题，以及对提高第二代同步辐射光源，改善其发射衰减、较高电流和附加新的装置等也是一个相当严重的问题。为了减低反射镜的畸变业已采取如下措施:采用良热导或低膨胀材料、低温冷却、增强热交换、喷气冷却或者其它方法等。此外，也可采用自适应光学方法，使畸变的表面重新再回到初始表面的形状。用有限元法通过模型计算给出了畸变的理论推算值。然而，任何装置当受到高功率同步辐射束照射时，其最后性能最终将由实验测量来确定。因为实际边界条件与理想的理论边界条件通常是不同的.因此，此时的现场畸变测量对验证实验与理论符合程度是很有帮助的。

　　空军菲利浦实验室(Air Force Phillips  Laboratory)研制的热畸变测量装置(Thermal 　Distortion Test Facaity)，对研究大功率激光反射镜是一个非常有用的模拟测量装置，它是　基于全息干涉仪原理进行测量的。该装置能使用不同的热源，这些热源可在一个小的面积上加载每平方厘米(cm-)数千瓦的能量，能测量直径长达24 in尺寸的反射镜.在欧洲同步辐射　实验室(European Synchrotron Radiation Fa-cility ESRFC)已研制出Shack - Hartmann系统，用于测量现场畸变和为高热负载光束线自适应反射镜的驱动提供反馈信息。最近卡尔·蔡司(Carl Zeiss)工厂介绍一个波前传感器测量“Detect 16"，也是基于Shack一Hartmann原理用于确定平面波前变形的仪器.反射镜的畸变也能从用16X16点阵列对表面测量得到的像差波前数据计算出来。这个仪器也被推荐用于自适应光学.但是，通常不倾向用它去测量面形畸变，只用于对较长反射镜的几个点进行监测.用商品化Fizea。或者Twgman-Green干涉仪很难精确测量在同步辐射束线照射条件下工作的反射镜的畸变，因为这些仪器对振动和不稳定性很敏感，这些会使仪器产生无法测量的干涉条纹。以小口径的干涉仪很难匹配测量大尺寸表面的反射镜，以这些仪器也很难测量球面或者非球面。Shiaan Qian和PeterTakacs在1987年首先报道了对同步辐射反射镜畸变干涉测量的现场测量方法。他们用一个横向剪切干涉仪，对曝露在从NSLS的X-17波荡器发出的功率相当低的同步辐射光束线中的柱面反射镜进行了测量，测得切向曲率有6. 2%的变化。但是，要想由干涉条纹数据计算出具有足够精度的面形是很困难的，要想用该仪器测量更长的反射镜也是困难的。