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1绪论&冼鼎昌1

参考文献7

2同步辐射光源&徐刚9

2.1 概论9

2.2 储存环10

2.2.1 储存环10

2.2.2 电子束13

2.2.3 发射度14

2.3 弯铁辐射15

2.3.1 弯铁辐射15

2.3.2 光谱特性17

2.3.3 光子通量18

2.3.4 亮度19

2.3.5 偏振性19

2.3.6 时间结构20

2.4 插入件20

参考文献28

3同步辐射光束线&阎永廉30

3.1 光束变换和传输系统30

3.1.1 引言30

3.1.2 前端区30

3.1.3 辐射防护和人身安全连锁系统32

3.1.4 真空系统33

3.2 光学系统中的重要元部件33

3.2.1 镜34

3.2.2 衍射晶体38

3.2.3 分光光栅和光栅单色器41

3.3 北京同步辐射装置光束线概貌45

3.4 北京同步辐射装置硬X波段光束线47

3.4.1 硬X波段光束线概述47

3.4.2 光束线1W1B、1W2B、3W1A、4B9A49

3.4.3 光束线4W1A51

3.4.4 光束线4W1B53

3.4.5 微束聚焦光束线4W255

3.4.6 弯晶子午聚焦光束线1W1A、1W2A56

3.4.7 中能光束线4B7A60

3.5 北京同步辐射装置真空紫外波段和软X波段光束线63

3.5.1 光栅单色器光束线概述63

3.5.2 球面光栅单色器光束线4B9B64

3.5.3 变线距光栅单色器光束线4B7B68

3.5.4 真空紫外波段光束线4B872

参考文献74

4 X射线生物大分子实验站&董宇辉76

4.1 蛋白质晶体学76

4.1.1 引言76

4.1.2 相位解析方法77

4.1.3 结构精修及验证85

4.2 束线及实验装置87

4.3 应用88

4.3.1 SARS冠状病毒的研究88

4.3.2 菠菜捕光蛋白LHC-Ⅱ结构的研究89

3.3 AvrPto和Pto蛋白质复合物结构的研究90

4.3.4 AMPK催化结构区域（KD）与自抑制区域（AID）结构的研究91

参考文献92

5 X射线衍射实验站&吴忠华95

5.1 X射线衍射原理95

5.1.1 一个电子的散射95

5.1.2 一个原子的散射98

5.1.3 一列原子的散射99

5.1.4 一个孤立晶胞的衍射100

5.1.5 一个晶体的衍射102

5.1.6 反射球106

5.1.7 谢乐（Scherrer）公式108

5.1.8 衍射强度修正109

5.2 束线及实验装置113

5.3 实验站参数115

5.4 研究方法116

5.4.1 X射线衍射116

5.4.2 X射线反射118

5.4.3 X射线衍射异常精细结构119

5.4.4 X射线反射异常精细结构119

5.4.5 X射线吸收精细结构120

5.4.6 小角X射线散射121

5.5 应用122

参考文献122

6 X射线漫散射实验站&贾全杰125

6.1 晶体结构缺陷的X射线漫散射125

6.2 表面、界面的X射线散射128

6.2.1 薄膜材料的X射线镜面反射129

6.2.2 薄膜材料的X射线非镜面散射135

6.3 束线及实验装置138

6.4 研究方法140

6.5 应用142

参考文献142

7 X射线高压衍射实验站&刘景144

7.1 高压技术144

7.1.1 金刚石对顶砧原理及高压条件的获得144

7.1.2 传压介质和静水压技术146

7.1.3 压力的测量147

7.1.4 高温DAC技术149

7.2 高压衍射150

7.2.1 能量色散X射线衍射（EDXD）151

7.2.2 角度色散X射线衍射（ADXD）153

7.2.3 原位高压衍射谱的获取156

7.2.4 EDXD和ADXD的比较158

7.3 束线及实验装置159

7.3.1 光束线4W2159

7.3.2 微束聚焦系统160

7.3.3 原位高压X射线衍射系统162

7.3.4 金刚石对顶砧高压装置165

7.3.5 激光加温系统167

7.3.6 红宝石测压和拉曼光谱测量系统170

7.4 应用172

7.4.1 压致结构相变172

7.4.2 压缩性质和状态方程173

7.4.3 压致化学反应173

7.4.4 高压熔化性质174

参考文献175

8小角X射线散射实验站&董宝中178

8.1 小角X射线散射原理178

8.1.1 单个电子的散射强度179

8.1.2 一个分子或粒子的散射强度179

8.1.3 纪尼叶（Guinier）近似律183

8.1.4 零角度的散射强度184

8.1.5 粒子形状相同、大小不相同的稀疏颗粒系的散射强度185

8.1.6 粒子平均散射强度与特征函数186

8.1.7 相关函数和距离分布函数187

8.1.8 波罗德（Porod）定律188

8.1.9 分形系统190

8.2 束线及实验装置191

8.2.1 小角散射装置192

8.2.2 自动控制系统195

8.2.3 数据采集系统195

8.3 研究方法196

8.3.1 小角散射装置的分辨率196

8.3.2 试样的制备和要求197

8.4 数据处理197

8.4.1 散射曲线中心点的确定197

8.4.2 探测器噪音的扣除198

8.4.3 背底散射的扣除和入射光强的归一化199

8.4.4 坐标转换200

8.4.5 数据分析200

8.5 应用202

参考文献204

9 X射线吸收精细结构实验站&谢亚宁207

9.1 XAFS基础207

9.1.1 X射线吸收与荧光207

9.1.2 XAFS原理210

9.2 束线及实验装置与研究方法216

9.2.1 实验要素及方法综述216

9.2.2 1W1B-XAFS光束线219

9.2.3 透射XAFS实验装置及实验要点220

9.2.4 LYTLE荧光电离室原理及实验要点225

9.2.5 固体阵列探测器原理及使用要点228

9.2.6 透射及荧光两种实验方法总结230

9.2.7 基于XAFS的相关实验方法231

9.3 数据处理235

9.3.1 提取EXAFS信号χ（k）236

9.3.2 拟合求取结构参数242

9.3.3 XANES的解释245

9.3.4 XAFS数据处理软件247

9.4 应用248

9.4.1 催化、化工领域248

9.4.2 固体物理、材料科学领域249

9.4.3 结构生物学领域249

9.4.4 环境科学及其他领域249

参考文献250

10 X射线成像实验站&朱佩平253

10.1 X射线形貌术253

10.1.1 同步辐射X射线形貌术实验原理254

10.1.2 形貌像的形成257

10.1.3 形貌图上晶体缺陷259

10.1.4 应用263

10.2 硬X射线相位衬度成像265

10.2.1 硬X射线相位衬度成像原理和研究方法266

10.2.2 X射线相位衬度CT成像284

10.2.3 应用297

10.3 硬X射线纳米分辨CT306

10.3.1 引言306

10.3.2 硬X射线纳米分辨CT原理308

10.3.3 应用310

参考文献315

11 X射线荧光微分析实验站&陈栋梁318

11.1 X射线荧光分析原理318

11.1.1 X射线荧光光谱319

11.1.2 X射线激发X射线荧光强度322

11.1.3 X射线荧光分析327

11.2 束线及实验装置328

11.2.1 4W1B光束线328

11.2.2 实验站装置330

11.2.3 控制系统333

11.2.4 数据采集系统333

11.3 实验方法334

11.4 数据处理335

11.4.1 数据处理335

11.4.2 误差分析337

11.5 应用338

参考文献339

12软X射线光学实验站&崔明启342

12.1 软X射线光学原理343

12.1.1 软X射线能区的界定343

12.1.2 复折射系数与光学常数344

12.1.3 吸收与相移346

12.1.4 全反射角、正入射角及布儒斯特（Brewster）角346

12.2 束线及实验装置347

12.2.1 软X射线光栅单色器光束线3W1B347

12.2.2 中能X射线双晶单色器光束线3B3.350

12.2.3 高精度软X射线综合测试分析装置352

12.2.4 同步辐射软X射线多层膜综合偏振测量装置353

12.2.5 软X射线绝对光强监测系统354

12.3 研究方法356

12.3.1 光束线输出特性诊断356

12.3.2 光束线偏振特性的测量357

12.3.3 软X射线条纹相机（SXRSC）的静态性能研究357

12.4 在国家高技术中的应用359

12.4.1 惯性约束聚变实验探测元器件与大型探测设备性能标定研究359

12.4.2 在国家载人航天器“神舟二号”空间天文分系统中的应用363

12.5 在材料及光学元件方面的应用365

12.5.1 低维半导体材料研究365

12.5.2 纳米碳管光学性能研究366

12.5.3 金刚石薄膜材料研究366

12.5.4 软X射线激光用分束镜研究366

12.5.5 软X射线磁光法拉第效应研究366

12.6 展望368

参考文献369

13光电子能谱实验站&奎热西·依布拉欣371

13.1 光电子能谱原理371

13.1.1 引言371

13.1.2 光电子能谱原理374

13.1.3 角积分与角分辨光电子能谱376

13.1.4 电子平均自由程378

13.1.5 光电子传输机制380

13.1.6 光电子发射与俄歇电子发射382

13.2 软X射线光电子能谱385

13.2.1 芯能级光电子能谱实验模式385

13.2.2 芯能级光电子能谱389

13.3 光电子能谱实验装置392

13.3.1 引言392

13.3.2 电子能量分析器394

13.3.3 能量分辨率394

13.4 光电子能谱实验技术新的发展趋势——硬X射线光电子能谱395

13.4.1 引言395

13.4.2 硬X射线光电子能谱396

13.5 应用402

13.5.1 引言402

13.5.2 光束线及能量分辨率402

13.5.3 应用404

13.6 光电子能谱实验方法回顾与展望410

13.6.1 引言410

13.6.2 实验方法及数据间的关系411

13.6.3 实验方法上的悖论与漏洞413

13.6.4 展望414

13.7 综合型北京同步辐射装置光电子能谱实验平台416

13.7.1 引言416

13.7.2 实验平台配置及功能416

13.7.3 重要功能的指标参数417

参考文献419

14真空紫外光谱实验站&陶冶427

14.1 真空紫外光束线4B8427

14.2 同步辐射圆二色谱（SRCD）429

14.2.1 引言429

14.2.2 SRCD谱仪431

14.2.3 SRCD测试注意事项439

14.2.4 CD分析和数据库441

14.2.5 SRCD应用444

14.3 真空紫外激发荧光光谱447

14.3.1 真空紫外荧光光谱仪448

14.3.2 真空紫外荧光光谱应用448

14.3.3 时间分辨荧光光谱449

参考文献451

15 X射线光刻及LIGA实验站&伊福庭454

15.1 概论454

15.2 北京同步辐射装置光刻束线及实验站455

15.3 同步辐射纳米光刻技术459

15.4 同步辐射LIGA技术461

15.5 应用469

参考文献470