本書是介紹利用探測器和記錄系統接收和分析同步輻射X射線與物質(試樣)的交互作用時激發產生各種各樣的信號，從而獲得有關物質和材料的成分、原子價態和晶體結構信息的專業基礎讀物。在介紹同步輻射光源的概述(第1章)之后，按同步輻射中的衍射、散射、光譜、成像和同步輻射X射線光刻、微細加工等五大類實驗技術，分章(第2-6章)介紹各自的原理、實驗設備、數據收集、數據分析及應用概要。重點是介紹應用技術基礎，不過多涉及各項實驗技術在各學科和各種材料中的具體應用。
本書可供有一定晶體學和X射線衍射基礎的固體物理、材料科學、結構化學、生物學以及地質、礦業、化工、建材、微電子、微機械、醫療、新藥、育種等專業的高等院校和科研院所的教師、科研人員和研究生參閱，也可供從事同步輻射應用專業人員和各實驗站管理人員參閱，尤其適合那些計劃到同步輻射實驗室進行實驗測試的研究人員閱讀和參考。
本書共分6個章節，主要對同步輻射X射線應用技術作了介紹，具體內容包括同步輻射光源概述、同步輻射中衍射術及其應用基礎、同步輻射中散射術及其應用基礎、同步輻射中光譜術及其應用基礎、同步輻射中成像術及其應用基礎等。該書可供各大專院校作為教材使用，也可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。
第1章 同步輻射光源概述
1.1 引言
1.2 光源的原理和發展簡史
1.3 光源主體結構的構造
1.3.1 直線加速器
1.3.2 電子同步加速器和電子回旋加速器
1.3.3 電子儲存環
1.4 光束線和線束設備
1.4.1 光束線的引出和前段區
1.4.2 線束設備
1.5 計算機控制
1.5.1 光源部分的計算機控制
1.5.2 計算機控制系統的軟件結構
1.5.3 電子束和光束線中束流參數的測量和控制
1.6 光源的主要特征
1.7 實驗站和應用實驗技術分類及應用領域
1.7.1 光束線和實驗站的分類
1.7.2 應用實驗技術分類和應用領域
1.8 應用實驗研究課題的準備、申請和實施
1.8.1 細致做好實驗研究課題的準備工作
1.8.2 認真提出實驗研究課題的申請報告
1.8.3 準時赴同步輻射實驗站做實驗
參考文獻
第2章 同步輻射中衍射術及其應用基礎
2.1 高分辨粉末衍射和多晶樣品的結構測定
2.1.1 高分辨X射線粉末衍射術
2.1.2 多晶樣品衍射花樣的Rietveld結構精修
2.1.3 多晶樣品結構測定從頭計算法
2.2 六圓衍射儀、勞厄法和單晶樣品的結構測定
2.2.1 X射線單晶六圓衍射儀
2.2.2 單晶結構測定的勞厄法
2.2.3 面探測器在單晶樣品結構測定中的應用
2.2.4 單晶結構測定的相角問題及其解
2.2.5 單晶結構的精修
2.2.6 單晶結構測定小結
2.3 掠入射X射線衍射和表面結構
2.3.1 掠入射X射線衍射術
2.3.2 原子尺度薄膜的研究
2.3.3 工程薄膜和多層膜的研究
2.4 多重衍射及其應用
2.4.1 多重衍射的基本原理
2.4.2 獲得多重衍射花樣的實驗方法
2.4.3 多重衍射的某些應用
2.5 X射線異常衍射和差分衍射
2.5.1 異常散射和選擇元素衍射
2.5.2 相角測定的異常衍射法
2.5.3 晶體學中分攤位置問題
2.5.4 異常寬角衍射和粉末差分衍射
2.6 能量色散衍射
2.6.1 波長色散衍射和能量色散衍射
2.6.2 能量色散衍射的兩種工作模式及其比較
2.6.3 波長色散和能量色散衍射方法的比較
2.7 特殊條件下衍射實驗研究
參考文獻
第3章 同步輻射中散射術及其應用基礎
3.1 小角X射線散射
3.1.1 小角X射線散射的實驗裝置
3.1.2 粒子的形狀、大小相同時小角散射強度及其分布的Guinier近似
3.1.3 樣品中粒子形狀相同但大小不同時的散射強度
3.1.4 顆粒大小及其分布的測定
3.1.5 納米材料分形結構研究
3.1.6 二維小角X射線散射
3.1.7 異常小角X射線散射
3.2 廣角X射線散射和廣角X射線異常散射
3.2.1 全徑向分布函數的廣角X射線散射測定
3.2.2 廣角X射線異常散射部分徑向分布函數測定
3.3 X射線非彈性散射與物質動態結構的研究
3.3.1 動態結構研究理論基礎簡介
3.3.2 X射線非彈性散射的實驗方法
3.3.3 動力學結構的非彈性散射研究
3.4 其他散射術及其應用
3.4.1 漫散射測定
3.4.2 磁散射和磁衍射
3.4.3 拉曼散射
參考文獻
第4章 同步輻射中光譜術及其應用基礎
4.1 X射線發射譜及其精細結構
4.1.1 X射線發射譜
4.1.2 X射線發射譜化學分析
4.1.3 X射線發射譜的精細結構
4.2 X射線吸收譜和近限結構
4.2.1 吸收限
4.2.2 用X射線吸收譜的化學定性定量分析
4.2.3 X射線吸收近限結構
4.3 擴展 射線吸收精細結構
4.3.1 EXAFS的基本原理
4.3.2 EXAFS譜的測量方法
4.3.3 局域結構研究
4.3.4 原子價態的研究
4.4 俄歇電子能譜
4.4.1 俄歇電子的能量和強度
4.4.2 用俄歇電子譜的元素定性定量分析
4.4.3 用俄歇電子譜的元素化學價態研究
4.5 光電子能譜
4.5.1 光電子能譜的能量和強度
4.5.2 X射線光電子能譜化學分析
4.5.3 光電子能譜的價態研究
4.5.4 光電子能譜的價態研究實例
4.6 軟X射線磁圓二色譜術
4.6.1 X射線磁圓二色的基本原理
4.6.2 軟X射線磁圓二色譜的實驗裝置
4.6.3 軟X射線磁圓二色譜實例
4.7 拉曼譜和非彈性散射譜
4.7.1 拉曼譜
4.7.2 非彈性散射譜
4.8 譜學聯合裝置
參考文獻
第5章 同步輻射中成像術及其應用基礎
5.1 基于吸收襯度的成像術及其應用
5.1.1 吸收襯度原理
5.1.2 人體的X射線透視檢查
5.1.3 材料的X射線探傷
5.1.4 軟X射線心血管造影
5.1.5 在安檢方面的應用
5.2 計算機輔助層析成像術
5.2.1 X射線CT成像原理
5.2.2 人體CT檢查
5.2.3 CT在材料和礦樣中的應用
5.3 衍射襯度成像術及其應用
5.3.1 X射線貌相術
5.3.2 貌相圖像的直接顯示
5.3.3 衍襯貌相圖中缺陷像的分析方法
5.4 基于相位襯度的成像術及其應用
5.4.1 相位襯度原理
5.4.2 X射線干涉相襯成像方法
5.5 X射線全息成像術
5.5.1 全息術的工作原理
5.5.2 X射線全息術的實驗要求
5.5.3 X射線全息的記錄方式
5.6 三位一體成像術和明場像、暗場像
5.7 其他譜學成像術
參考文獻
第6章 同步輻射中光刻、微細加工等技術及其應用基礎
6.1 引言
6.2 X射線光刻的一般原理
6.3 光刻對同步輻射光源和光束線的要求
6.4 X射線光刻掩模和光刻膠
6.4.1 X射線光刻掩模
6.4.2 X射線光刻膠
6.5 X射線光刻裝置——Stepper
6.6 微細加工新技術——UGA
6.6.1 LIGA技術工藝
6.6.2 深度光刻
6.6.3 國內某些研究實例
6.7 同步輻射光化學術及其應用
6.7.1 光化學刻蝕
6.7.2 光化學反應低溫薄膜工藝
6.8 同步輻射輻照術及其應用
6.8.1 輻照改性
6.8.2 輻照育種
參考文獻
第1章 同步輻射光源概述
1.1 引言
在人類文明和科學技術發展史上，已有三種光源對人類的生活和科學技術產生十分重大的影響。及時種是1879年美國發明家愛迪生(Addison)發明的電光源(Electrical Light Source)，城市迷人的燈光夜景正是電光源給人類帶來的巨大財富的生動寫照。
第二種是1895年德國科學家倫琴(Rontgen)發現的X射線(x—ray)，它一經發現立即在醫學上獲得應用，現代醫院的人體透視和CT(Computerized Tomography)診斷以及骨密度測定都是X射線的貢獻。從1912年發現晶體對入射X射線的衍射現象起，X射線對現代科學，特別是對于物質結構的認識做出了巨大的貢獻。現代基于x射線激發、吸收、衍射、散射和x射線譜學的各種實驗方法在工程、生物、醫學、工農業中的應用十分普遍而廣泛。
第三種是20世紀60年代美國和蘇聯一批科學家創制的激光光源(Laser Light Source)，40多年來，激光器的研制和應用已有巨大發展，它改變了人們的生活，促進了科學技術的迅速發展，比如醫院的激光診斷和治療，激光雷達和遙測等。值得一提的是激光光譜學的形成和發展，使人類對物質世界奧秘的認識逐步深入，在化學反應動力學、同位素分離、生物學、醫學等方面的應用獲得了巨大成功。
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