随着同步辐射光源在基础学科和工程应用领域的广泛应用，光源也从第一代发展到第四代，光源的电子发射度不断减小，光源亮度和能量逐渐增加，光源的发展给光源光束线上单色器晶体带来的热负载也越来越成为制约单色器性能的关键性因素。作为单色器的分光元件，晶体的热变形会导致单色器能量分辨率下降、光通量降低等缺陷，使光束线的出光无法达到实验需求，甚至导致单色器无法出光。国内的同步辐射热缓释技术研究起步较晚，对高功率光源产生的热负载下衍射晶体的热缓释研究还没有积累更多的经验。因此，论文在充分分析国内外热缓释研究的基础上对单色器晶体热缓释做了如下几方面研究。第一，根据同步辐射光源的分类，全面分析了同步辐射光源的辐射功率及功率密度，给出单色器第一晶体表面接收的光功率及功率密度的计算方法，并分析了晶体受热后的变形及建立晶体的热缓释评价理论及标准。第二，根据现有的晶体热缓释方法归类，重点对间接冷却和直接冷却进行全面建模分析。建立间接冷却的传热模型、形变模型和等效换热系数计算模型，对于间接冷却来说，直接对衍射面进行冷却比间接底冷方式更能有效减小晶体的温度梯度和衍射面形变；建立直接冷却的物理模型和等效换热系数计算方法。另外，还对能减小晶体形变的有效热缓释技术进行分析。第三，在详细论述晶体热缓释关键技术的基础上，阐述了单色器晶体材料和热缓释介质的选择及应遵循的原则。定性和定量分析热缓释介质流速、流向、温度等介质特性对晶体面形误差的影响；定性和定量分析晶体结构如衍射层厚度、热缓释通道尺寸及热缓释装夹对晶体面形的影响。第四，根据上海光源两条光束线上单色器项目的研制要求，设计了直接冷却结构和基于上边冷却方式的新型间接冷却结构，其理论分析结果显示，所设计结构均能有效减小晶体的热变形，特别是新型间接热缓释结构比同类间接冷却结构具有明显的优势，为今后单色器的项目研制提供了可靠的理论分析和结构参照。