在光学精密工程里，晶体单色器作为同步辐射光束线中重要的分光元件，广泛应用于上海同步辐射光源。是光束线中的关键设备，各实验站所需单色光波长、能量分辨率、光斑大小都是由单色器来实现或决定，它是整个同步辐射光应用中最重要的装备之一。

承担该项研制任务的西安光机所“水冷弧矢聚焦单色器”项目组，首次成功研制出我国第一台具有自主知识产权的水冷弧矢聚焦单色器。

水冷单色器结构的研究，离不开高精度控温的精密冷水机。而项目现场的公共冷水系统，满足不了单色器的冷却要求。在国内的多个加速器项目，比如上海同步辐射光源、北京正负电子对撞机以及正在建设的北京先进光源，大量使用单色器，需要配置不同技术要求的精密冷水机。

单色器对冷水机的温度、压力、流量的精密需求，这里分开阐述一下。

首先是循环水温度，温度主要是温控精度，温控精度一般要求±0.01度或者±0.0.2度。国内外大部分的冷水机满足不了这个温控要求，有的是温度控制的稳定性不够，有的是温度测量的温漂和时漂满足不了使用要求。

下图是长流仪器精密冷水机的24小时温度测试记录。

第二是循环压力。单色器包含大量的精密光学组件，对冷却水的循环压力比较敏感，首先是要求压力较高，其次是要求压力的稳定性。频繁的压力波动，对光学器件造成一定的干扰。对于单色器来说，既要避免启动压力的冲击，也要避免运行过程中压力的波动，这两部分必须解决好才能满足单色器的使用。

第三是冷却水的流量稳定性。流量的波动，一般不超过±0.03L/min。对精密冷水机的流量测量、循环泵选型、管道布置，都需要专业的设计考虑，才能满足流量波动性的要求。

上海光源X射线衍射光束线(BL14B1)和小角散射光束线(BL16B1)中的水冷弧矢聚焦单色器研制过程中，模拟分析了底冷式和曲顶槽式两种水冷结构，均能有效降低晶体表面的温升、减小变形量，长流仪器研发的控温精度±0.01℃精密冷水机，是其中一个重要的水冷组件。