近日，合肥先进光源（HALF）在关键光学元件——软X射线光栅的自主研制方面取得重要进展，为首批光束线站建设提供了坚实支撑。
在合肥先进光源首批建设的10条光束线中，共需配备22块光栅，其中17块为高精度闪耀光栅。由于此类光栅对加工精度要求极高，市场上难以满足项目需求，因此，HALF团队毅然决定开展自主研制，以实现全部光栅的国产化供应。
光栅研制面临严峻技术挑战：面形精度指标要求优于150nrad，甚至其中一件2400线/毫米光栅要求优于100nrad；为保持光的相干性，部分束线还要求光栅面形的高度参数 （PV/RMS）需优于4nm/1nm。 这些指标均远高于HALF原有光栅加工能力范围。
自2023年1月起，HALF采用研究和加工同步进行的策略，联合国内优秀的光学加工单位及镀膜单位，共同推进光栅研制工作。团队已完成全部光栅的全息光路设计，并承担其中8块光栅的研制工作；其余14块光栅委托安徽中科光栅科技有限公司负责加工。所有光栅基底加工及镀膜工艺均在在国内完成。
截止到2025年12月底，项目已按工程进度计划完成12件光栅的研制工作，其余光栅也正在按计划稳步推进。其中BL06-G2光栅的刻线占空比及槽深均达到了设计要求，衍射效率实测值达到理论值的85%以上，性能与国际同类进口光栅相当。光栅面形的高度误差PV/RMS为3.4nm/0.52nm，斜率误差≤118nrad，均达到HALF相干束线对光栅的设计指标要求。
图1 已完成光栅实物图
图2 BL06-G2的光栅槽型图
图3 在合肥光源计量线测试的光栅效率分布图
图4 拼接干涉仪测量结果（上）斜率误差结果（下）
高精度软X射线光栅的自主研制，获得了合肥先进光源（及预研）项目、国家重点研发计划(2022YFA1603503)、中国科学院科研仪器研制（PTYQ2024YZ0012）等项目的支持，以及中国科学院高能物理研究所、中国科学院上海高等研究院、同济大学、上海科技大学等单位的协助。
