一种高精度多段冷却式偏转镜的制作方法

技术特征：
1.一种高精度多段冷却式偏转镜，其特征在于，包括偏转镜主体，偏转镜主体上设有冷却块，冷却块被冷却介质冷却后利用液态合金对偏转镜主体进行有效冷却，从而有效控制偏转镜主体的光学表面在承受超快光束脉冲的热变形，冷却块由n个子冷却块组成，n≥3，每个子冷却块能够独立地通入冷却介质或将冷却介质截断，从而独立地启动、关闭，所有启动的子冷却块构成冷却段，且冷却段关于偏转镜主体的中心位置在偏转镜主体的长度方向对称，通过启动不同数量的子冷却块，使得冷却块工作于不同冷却模式，以适应不同模式的硬x射线超快光束脉冲，工作于不同冷却模式的冷却块具有不同长度的冷却段。2.如权利要求1所述的一种高精度多段冷却式偏转镜，其特征在于，超快光束脉冲具有两种入射角下五个能量点共计6种模式，分别为：入射角为1.9mrad时的7kev、12.914kev、15kev能量点和入射角为4mrad时的为3kev、5.5kev、7kev能量点，则：冷却块由依次相邻的子冷却块一、子冷却块二、子冷却块三、子冷却块四以及子冷却块五组成，并有：向子冷却块三通入冷却介质，开启子冷却块三，保持其余子冷却块处于关闭状态，则冷却块工作于冷却模式一；当启动冷却模式一时，冷却块利用液态合金对偏转镜主体进行有效冷却，从而有效控制光学表面在承受如下超快光束脉冲的热变形：入射角4mrad，能量点为7kev超快光束脉冲，光学表面面形误差控制在0.95纳米；入射角1.9mrad，能量点为12.4kev超快光束脉冲，光学表面面形误差控制在0.6纳米；入射角1.9mrad，能量点为15kev超快光束脉冲，光学表面面形误差控制在0.2纳米；向子冷却块二、子冷却块三和子冷却块四通入冷却介质，开启子冷却块二、子冷却块三和子冷却块四，保持其余子冷却块处于关闭状态，则冷却块工作于冷却模式二；当启动冷却模式二时，冷却块利用液态合金对偏转镜主体进行有效冷却，从而有效控制光学表面在承受如下超快光束脉冲的热变形：入射角4mrad，能量点为5kev超快光束脉冲，光学表面面形误差控制在2.58纳米；向子冷却块一、子冷却块二、子冷却块三、子冷却块四和子冷却块五通入冷却介质，开启子冷却块一、子冷却块二、子冷却块三、子冷却块四和子冷却块五，则冷却块工作于冷却模式三；当启动冷却模式三时，冷却块利用液态合金对偏转镜主体进行有效冷却，从而有效控制光学表面在承受如下超快光束脉冲的热变形：入射角4mrad，能量点为3kev超快光束脉冲，光学表面面形误差控制在3.14纳米；向子冷却块一、子冷却块三和子冷却块五通入冷却介质，开启子冷却块一、子冷却块三和子冷却块五，则冷却块工作于冷却模式四；当启动冷却模式四时，冷却块利用液态合金对偏转镜主体进行有效冷却，从而有效控制光学表面在承受如下超快光束脉冲的热变形：入射角1.9mrad，能量点为7kev超快光束脉冲，光学表面面形误差控制在3.85纳米。3.如权利要求1所述的一种高精度多段冷却式偏转镜，其特征在于，所述偏转镜主体上设有冷却槽，冷却槽内盛有所述液态合金，冷却块浸泡在所述液态合金中，设所述偏转镜主体的长度为l，则所述冷却槽的长度至少为l/9。4.如权利要求3所述的一种高精度多段冷却式偏转镜，其特征在于，所述冷却块被夹持在夹持机构中，所述冷却块利用夹持机构与所述冷却槽相结合。

技术总结
本发明提供了一种高精度多段冷却式偏转镜，包括偏转镜主体，偏转镜主体上设有冷却块，其特征在于，冷却块由N个子冷却块组成，N≥3，每个子冷却块能够独立启动、关闭，通过启动不同数量的子冷却块，使得冷却块工作于不同冷却模式，以适应不同模式的超快光束脉冲。本发明提供的高精度多段冷却式偏转镜能够有效控制硬X射线自由电子激光中高精度光学元件面形，解决了硬X射线自由电子激光装置中偏转镜面形误差纳米级的关键技术，解决了单面偏转镜多种冷却模式多种超快光束模式的有效传输技术难题，实现了硬X射线自由电子激光装置项目中关键设备自主研发，确保了我国首套硬X射线大科学装置项目持续推进，缩小了与国外先进光源领域中技术差距。域中技术差距。域中技术差距。


技术研发人员：王震 刘芳
受保护的技术使用者：上海科技大学
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/1/4