通过可变形镜面进行 X 射线束整形：所需镜面轮廓的解析计算

具有高聚焦性能的 X 射线镜面既用于 X 射线望远镜的镜面模块，也用于同步辐射和 FEL（自由电子激光）光束线。焦点锐度的退化通常源于几何形变和表面粗糙度，前者通常用几何光学描述，后者用物理光学描述。一般来说，技术发展旨在实现极 tight 的聚焦，这就要求镜面轮廓尽可能符合标称形状，并将粗糙度保持在可忽略的水平。然而，可以通过压电致动器对镜面进行故意形变，从而赋予焦点所需的尺寸和分布，正如在 FERMI@Elettra 的 EIS-TIMEX 光束线上所做的那样。所得轮廓可以用长轮廓仪（Long Trace Profilometer）进行表征，并通过波前传播代码与预期的光学质量相关联。然而，如果可以忽略粗糙度的贡献，则可以通过光线追踪程序进行计算，并且在适当的假设下，甚至可以解析地预测焦点光斑轮廓（点扩散函数，PSF）。这种方法的优势在于解析关系可以逆转；即，可以从所需的 PSF 轻松计算出所需的镜面轮廓，从而避免使用复杂且耗时的数值代码。该方法也适用于同步辐射和 FEL 中常见的空间非均匀光束强度的情况。在本文中，我们阐述了该解析方法及其在束流整形问题中的应用。