针对透射式投影物镜中由于不均匀照明产生的像散,提出了采用平面透镜作为主动光学元件以补偿像散的方法。本文对直径为Φ140mm,通光孔径为Φ120mm的平面透镜的支撑结构进行设计和有限元分析,分析了支撑结构的各个关键参数、镜片厚度和驱动力大小对面形的影响,得到了支撑结构的关键参数和驱动力对面形的影响规律为线性曲线,镜片厚度对面形的影响规律为指数下降曲线和不同驱动力导致的面形图。结果表明,本支撑结构在补偿像散时,面形补偿分辨率约为2nm,引入的高阶像差可以忽略,设计分析结果为投影物镜中主动光学镜片的选择和支撑结构的设计及实验提供依据。

依据工作原理,比较了掠出射X射线荧光分析技术(GEXRF)和掠入射X射线荧光分析技术(GI-XRF)的优缺点,比较角度包括实验装置、探测限、可探测元素范围、基体效应以及实验精度.比较结果表明,GEXRF的优点体现为:对实验装置要求低,对轻元素(4＜Z＜20)特别灵敏,能对大样品进行检测,实验精度高;缺点体现为:临界厚度小,探测限高."对轻元素特别灵敏"的特点决定了GEXRF的应用领域将主要集中在化学元素微量和痕量分析以及半导体工业中Si薄膜表面轻元素检测等方面.

研究了EUV波段CCD相机及其空间分辨率测试.EUV波段相机由荧光屏、MCP像管、光锥和可见光CCD构成,CCD像元大小为14 μm,像元数2 048×2 048.在北京同步辐射装置光束线软X射线光学实验束线站3W1B上,利用透射网栅法对相机进行了空间分辨率测试,结果显示这种结构的CCD相机在17.1 nm波长处,空间分辨率达到19 μm,相当于极限分辨率为26 lp/mm.

在光机系统胶接结构中,为研究胶接剂固化收缩对镜片的影响,对胶接剂采用粘弹性模型进行了仿真计算,通过本构方程得到理论解,并采用当量温差法利用有限元分析软件ANSYS模拟收缩,分析了固化时间对镜片面形误差的影响。通过和线弹性模型对比,分析了粘弹性模型的优势。通过改变固化时间,分析了不同固化时间对镜片的不同影响。结果表明,仿真结果和理论解高度一致,且采用粘弹性模型可以很好地反映最终收缩应力随固化时间变化的关系,更好地模拟了收缩应力的生成过程;同时发现,对同一种胶接剂,通过改变环境适当延长固化时间,减小了对镜片面形误差的影响,因此可以适当延长固化时间以减小收缩应力。

掠出射X射线荧光分析技术是分析薄膜特性和介质表面的一种重要工具.文中简述了利用掠出射X射线荧光技术分析薄膜厚度的原理和方法,介绍了一种在实验室里由激发光源、样品承载系统、色散系统、探测系统和数据收集及处理系统构成的掠出射X射线荧光光谱仪系统,并给出了利用55Fe放射性同位素标定该光谱仪系统的试验结果.

表面粗糙度是表征光学元件表面质量的一个重要指标,这使得人们不断致力于改进表面粗糙度的测量技术,以提高其测量精度.然而很多实验表明,在对超光滑表面粗糙度进行测量时,对于同一个表面,不同类型的表面轮廓仪通常会给出不同的结果,这使得测量结果之间的可比性成为问题.针对这种情况,本文运用线性系统理论方法,分析了表面轮廓仪的带宽对表面粗糙度测量的影响,并用离散傅里叶变换方法计算了表面粗糙度测量值随表面轮廓仪带宽的变化.结果表明,表面轮廓仪的带宽对表面粗糙度测量有着重要影响,轮廓仪的带宽越宽,则给出的测量值越大,也越接近真实值.因此对两种不同类型的轮廓仪测得的结果一般不能直接进行比较,除非两者具有相同的带宽.

采用有限元方法对高精度物镜波纹管致动器的几何非线性变形进行了分析，并引入线性度对波纹管致动器的性能进行了评估．通过有限元方法分析了常见的U型、S型、C型、方型及三角型波纹管的几何非线性变形，并结合最小二乘法，得到了上述各种波纹管致动器的行程及线性度．计算结果表明：在设计大行程波纹管致动器时，S型波纹管的线性度最好，为0．161％；而在设计小行程波纹管致动器时，三角形波纹管的线性度最好，为0．135％．

为了能够全面评价掠入射光学系统的成像质量，基于像差理论和傅里叶光学原理，使用Matlab编程语言编写了针对掠入射系统的像质评价程序，并利用此程序结合ZEMAX软件对用于太阳观测的WolterI型和双曲面-双曲N（H—H）型掠入射系统的成像质量做了详细的分析。结果表明，该像质评价程序能够计算不同口径和焦距的掠入射系统在不同视场，不同工作坡长时的点扩散函数、能量集中度、线扩散函数和调制传递函数，对掠入射系统的设计和优化具有指导作用。