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同步辐射中等能区X射线(1.2-6.0 keV)在光学、材料、生物、天文、环境、地球科学、激光等离子体诊断和国防建设等方面越来越显示出巨大的应用前景，是国际上各同步辐射装置重要的研究能区之一。北京同步辐射装置建立了我国大陆唯一一条该能区的单色、双聚焦光束线，为探测器、光学元件性能研究及X射线谱学研究提供了实验平台。本论文针对该光束线光传输性能的理论和实验研究、光束线性能的完善等方面展开工作。主要包括：
(1)3B3光束线传输特性的理论研究：从分析弯转磁铁光源的辐射特性开始，逐一计算各光学元件的传输效率，得到采用不同单色器晶体时光束线光学系统的输出特性。整套计算方法为弯铁光源光束线传输特性的理论研究提供了一个模式，如此详细的逐能点的理论分析还未见报道。
(2)详细分析了前端区、前置聚焦单元和单色器系统建成初期的工作状态，指出光束线前期输出特性不佳的症结所在，获取了大量第一手资料，为光束线调试和性能完善积累了经验，打下了基础。
(3)光束线束流监测及真空系统的改进：自行研制的双丝XBPM系统，对3B3光束线性能优化起到了决定性作用；修正了真空系统设计中的问题。
(4)3B3光束线输出特性的诊断：利用电离室、Si光电二极管、Si(Li)探测器、X光胶片进行了能量标定、能量分辨本领、高次谐波、光通量、光斑尺寸及均匀性、分光晶体glitch的测量。测量结果表明：改进和重新校正后的光束线的输出特性完全达到和超出原设计指标。
(5)国产KTP晶体分光性能的研究：对KTP(011)晶体的各级谐波的衍射效率、结构缺陷及抗辐射能力进行了细致的实验研究。利用国产KTP晶体在同步辐射光源上首次获得性能优越的软X射线(1.2-3.4keV)。利用同步辐射光源测量晶体各级衍射效率的实验方法也具有很好的创新性。