王 月李 宾

1（中国科学院上海应用物理研究所 上海201800）

2（中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源 上海201204）

3（上海科技大学物质科学与技术学院 上海201210）

4（中国科学院大学 北京100049）

自由电子激光器（Free Electron Laser，FEL）［1］可以在X射线波段内产生飞秒（femtosecond，fs）时间尺度的脉冲，并通常采用自放大自发辐射（Self-Amplified Spontaneous Emission，SASE）的模式［2-3］。SASE FEL产生的飞秒脉冲具有极高的峰值强度和亮度［4-5］，这一性质为前沿科学和技术领域带来了新的机遇和挑战，例如其中一个重要的应用是利用高亮度超短X射线脉冲探索原子［6-7］或分子的超快动力学过程［8-9］。X射线FEL脉冲光束从光源到实验站的传输过程要经过相当长的光束线［10］，在该过程中，X射线脉冲要经过很多的光学镜面来进行光束反射［11］、聚焦［12-13］、单色化［14］等操作。特别地，在进行时间分辨实验时，X射线脉冲光束需要被送入一个分光和延迟单元（Split-and-Delay Unit）［15-16］，以产生有一定时间延迟的泵浦和探针脉冲对，达到相应的实验条件。

然而，在设计光束线与光束线有关的反射镜的过程通常会遇到两个问题：其中一个问题是当使用单层表面涂层或单块基底材料［11，17］做反射镜面时，X射线在其表面极小的掠入射角（毫弧度量级）将导致反射镜表面上有非常大的光斑，这需要有一个高精度的镜面制备工艺，以减小因镜面面型或粗糙度导致的光束传输误差，然而高精度制备工艺难于实现而且代价高昂。另一个问题是正入射或大角度掠入射的X射线光束入射在晶体上会引发严重的辐射吸收和热负荷，进而造成光学器件的失效或损坏［18］。……