本书注重叙述同步辐射光学原理，密切结合实际，旨在使读者对同步辐射光学的基本理论和工程实践有较全面的了解.全书共7章，阐述4部分内容：一是同步辐射光源的基本构造、主要特性及参数计算；二是真空紫外和软X射线束线光学；三是X射线束线光学，这两部分分别阐述了束线光学在不同能区内的衍射和成像原理；四是束线光学工程，通过实际案例说明光束线设计规则和所涉及的各种典型装置与关键技术.

总序(Ⅰ)

前言(Ⅲ)

第1章同步辐射光源及套用简介(1)

1.1同步辐射技术(1)

1.1.1同步辐射的由来与发展(2)

1.1.2同步辐射装置(8)

1.1.3同步辐射三种辐射方式(13)

1.2同步辐射的主要特性(18)

1.2.1相对论性的电子辐射(18)

1.2.2辐射频率与角分布(19)

1.2.3辐射脉冲与频谱连续(20)

1.2.4辐射的偏振性(23)

1.3辐射强度计算(24)

1.3.1弯转磁铁辐射(25)

1.3.2波荡器辐射(28)

1.3.3扭摆器辐射(33)

1.3.4螺旋型波荡器辐射(35)

1.3.5光源计算实例(38)

1.4同步辐射套用(43)

1.4.1同步辐射套用机理(43)

1.4.2同步辐射套用实例(45)

1.5同步辐射光束线(53)

参考文献(56)

第2章光栅衍射与成像的基本理论(58)

2.1光栅衍射理论基础(58)

2.1.1简述光栅衍射原理(58)

2.1.2光栅的色散性能(62)

2.1.3光栅衍射强度分布(65)

2.1.4闪耀光栅的特性(68)

2.2光栅衍射效率(72)

2.2.1近似电磁理论的简化计算(72)

2.2.2光栅结构参数最佳化(78)

2.2.3光栅相对衍射效率及测量(82)

2.3凹面光栅成像理论(85)

2.3.1光程函式与像差(86)

2.3.2凹面光栅面形係数(89)

2.3.3像差和面形精度对解析度影响(91)

2.3.4多元成像像差(92)

2.4罗兰圆成像原理(98)

2.4.1罗兰圆成像光学结构(98)

2.4.2罗兰圆成像的像散消除(101)

2.4.3解析度和光栅最佳刻画面宽度(103)

2.5菲涅耳波带片在同步辐射束线光学中的套用(104)

2.5.1菲涅耳波带片生成原理(105)

2.5.2波带片的衍射和成像(107)

2.5.3波带片在同步辐射成像技术中的套用(110)

参考文献(111)

第3章束线光栅单色器(113)

3.1正入射光栅单色器(114)

3.1.1SeyaNamioka光栅单色器(114)

3.1.2MonkGillieson光栅单色器(120)

3.2掠入射球面光栅单色器（SGM）(126)

3.2.1Grasshopper光栅单色器(126)

3.2.2固定包含角球面光栅单色器（CDSGM）(130)

3.2.3变包含角球面光栅单色器（VDSGM）(134)

3.3柱面元件单色器（CEM）(138)

3.3.1CEM单色器光学结构与特点(138)

3.3.2CEM单色器性能分析(140)

3.3.3CEM/SEM单色器设计(143)

3.4环面光栅单色器（TGM）(147)

3.4.1TGM结构参数选择与最佳化(147)

3.4.2改进型TTGM单色器(150)

3.4.36mTGM(TTGM)单色器(154)

3.5平面光栅单色器（PGM）(156)

3.5.1PGM单色器光学结构(157)

3.5.2SX700平面光栅单色器(161)

3.6变线距光栅在同步辐射束线光学中的套用(165)

3.6.1自聚焦变线距平面光栅单色器（VSPGM）(165)

3.6.2高分辨变线距球面光栅单色器（VSSGM）(169)

3.6.3VSG光栅对SX700和Dragon单色器的升级改造(175)

参考文献(178)

第4章束线晶体光学与晶体单色器(181)

4.1劳厄衍射与布拉格衍射(182)

4.1.1晶体的点阵结构(182)

4.1.2劳厄衍射方程(183)

4.1.3布拉格衍射方程(185)

4.2简述晶体衍射动力学原理(188)

4.2.1双束近似与色散面(188)

4.2.2晶体衍射强度分析(191)

4.2.3晶体衍射基本参数(196)

4.3束线光学图解法(199)

4.3.1X射线晶体衍射与传输图解(200)

4.3.2双晶衍射图解(206)

4.3.3曲面晶体聚焦图解(210)

4.3.4高次谐波的消除与图解(213)

4.4X束线晶体单色器(215)

4.4.1固定束线输出位置的双晶体单色器(215)

4.4.2固定束线输出位置的曲面切槽晶体单色器(218)

4.4.3弧矢聚焦晶体单色器(227)

4.4.4LaueBragg晶体单色器(238)

4.4.5X束线柱面（三角）弯晶光学(242)

参考文献(254)

第5章X束线聚焦光学(256)

5.1X射线反射与表面粗糙度(256)

5.1.1全反射与反射率(256)

5.1.2表面粗糙度对反射率的影响(259)

5.2X射线聚焦与面形误差(264)

5.2.1束线光学的聚焦模式(264)

5.2.2面形误差(268)

5.2.3面形误差对成像束斑的影响(273)

5.3聚焦镜面形弯曲(274)

5.3.1面形弯曲原理(274)

5.3.2弯曲应力分析(278)

5.3.3弯曲面形检测(279)

5.4多层膜反射（衍射）元件(283)

5.4.1束线光学中的多层膜结构(283)

5.4.2多层膜反射镜单色器(288)

5.4.3软X射线多层膜衍射光栅(293)

5.5X射线微束成像元件(299)

5.5.1KB椭圆柱面镜(299)

5.5.2微束聚焦波带片(PFZP)(307)

5.5.3X射线布拉格菲涅耳透镜(BFL)(312)

5.5.4毛细管光学透镜 (CFL)(316)

5.5.5X射线複合折射透镜(CRLs)(320)

参考文献(326)

第6章典型装置与相关技术(329)

6.1束线前端保护装置(329)

6.1.1束线前端设定与功能(329)

6.1.2储存环真空保护(331)

6.1.3辐射安全保护(334)

6.1.4辐照热载保护(335)

6.2铍窗与滤波器(341)

6.2.1铍窗组件(342)

6.2.2铍窗力学结构分析(348)

6.3波长扫描(352)

6.3.1直角联动机构(353)

6.3.2凸轮机构(355)

6.3.3正弦机构(356)

6.3.4离轴转动机构(358)

6.4晶体和聚焦镜的压弯机构(361)

6.4.1机械压弯技术(362)

6.4.2压电弯曲(374)

6.5热载缓释与冷却(377)

6.5.1晶体热变形(377)

6.5.2水冷却技术(380)

6.5.3液氮冷却技术(388)

6.5.4非冷却热缓释技术(399)

6.6同步辐射束流位置探测器(400)

6.6.1探丝型束流位置探测器(401)

6.6.2刀片型束流位置探测器(404)

6.6.3金刚石薄膜型束流位置探测器(409)

6.6.4萤光辐射束流位置探测器(413)

6.7六桿并联支撑机构(414)

参考文献(419)

第7章束线工程设计(422)

7.1束线工程设计原则(422)

7.2NSRL X射线衍射束线设计（实例1）(426)

7.2.1科学目标和光源选择(426)

7.2.2束线光学结构(428)

7.2.3前置聚焦镜(431)

7.2.4双晶单色器(436)

7.2.5波长标定与性能测量(443)

7.3NSRL表面物理束线设计（实例2）(447)

7.3.1物理要求与光学结构(447)

7.3.2前置聚焦镜(448)

7.3.3变包含角球面光栅单色器(452)

7.3.4工作模式与特性(457)

7.3.5零级游标定与离轴转动误差分析(459)

参考文献(463)

附录(464)

附录1世界各国同步辐射光源一览表(464)

附录2世界各国自由电子雷射器一览表(466)

附录3同步辐射套用涉及的学科与相关实验技术(467)

附录4同步辐射光栅单色器光学结构、主要性能及扫描方式比较(468)

附录5X射线微束聚焦元件及性能(471)

附录6同步辐射晶体单色(多色)器光学结构、主要性能及扫描方式比较(473)

附录7Spring8同步辐射装置上的光束线和实验站平面布置图(475)

附录8NSRLX射线衍射束线结构图(476)