BL02U2选择磁周期λu=20 mm、总长度L=1.5 m的低温永磁波荡器(CPMU)作为光束线源,以满足高能量范围的需求。利用XOP仿真软件计算,亮度曲线具有高亮度和良好的连续性。在K=1.37(对应于E=10 keV)时,进入80 μrad × 40 μrad中心锥体的光谱通量约为3.8×1014 phs/s/0.1%BW。源尺寸约为380×23 μm2,10 keV时源的发散度约为60×16 μrad2。
光束线光学元件主要包括以下部分:水平偏转镜、双晶单色器(DCM)、垂直聚焦镜和水平聚焦镜。在设计期间,光束线布局采用了最少的光学元件,具有较好的光束稳定性。位于距光源19.3 m处的白色光束狭缝将光束线的接受角限制为0.08 mrad × 0.04 mrad。在白光狭缝后面,在源下游20.86 m处采用双晶单色器(DCM),考虑到能量分辨率和能量范围的要求,采用双晶Si(111)单色器。第一晶体上的总功率约为160 W,最大功率密度约为33 W/ mm2,使用液氮低温冷却。在光束线中,单色 X 射线光束通过水平和垂直聚焦镜聚焦在样品点上。垂直聚焦镜是具有子午线压弯的柱面镜,水平放置;水平聚焦镜同样使用子午线压弯的柱面镜,侧向放置,对焦点分别在46米和51米。两个聚焦镜也起到抑制高次谐波的作用。聚焦镜由硅制成,具有重元素镀层(Pt和Rh)。对于4.8至10 keV的能量,可以使用聚焦镜的未镀膜部分,而对于10至20 keV之间的能量,Rh 镀层更合适。Pt镀层用于20至28 keV之间的能量。
表面衍射光束线的光学设计原理图和布局
根据SHADOW追迹程序模拟,光束线在10 keV时的聚焦光束尺寸约为140×72 m2,能量分辨率为1.45×10-4,样品位置的光子通量约为8.8×1012 phs/s(10 keV/300 mA),焦点处的光束发散度约为156×58 μrad2。
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