CN107907905A - 一种在轨智能x射线光学*** - Google Patents

一种在轨智能x射线光学*** Download PDF

Info

Publication number
CN107907905A
CN107907905A CN201711274412.4A CN201711274412A CN107907905A CN 107907905 A CN107907905 A CN 107907905A CN 201711274412 A CN201711274412 A CN 201711274412A CN 107907905 A CN107907905 A CN 107907905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
optical system
orbit
optical devices
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711274412.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王文丛
胡慧君
金东东
***
孙书坤
彭勃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Institute of Space Electronic Technology
Original Assignee
Shandong Institute of Space Electronic Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Institute of Space Electronic Technology filed Critical Shandong Institute of Space Electronic Technology
Priority to CN201711274412.4A priority Critical patent/CN107907905A/zh
Publication of CN107907905A publication Critical patent/CN107907905A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种在轨智能X射线光学***，通过相应的波前校正技术和镜面面形快速变化，使X射线获得快速变化的路径，从而可以减少光学***轴向尺寸，与轻量化设计技术相结合，可以使X射线光学***更加小型化，轻量化；其次，可以对光学***的加工误差，装调误差和热变形误差进行实时的在轨校正，提高了光学***的分辨率和环境适应能力。

Description

一种在轨智能X射线光学***
技术领域
本发明涉及光学分析技术领域，具体涉及一种在轨探测X射线的光学***。
背景技术
在目前空间X射线探测，空间X射线成像探测、空间X射线通信等领域，X射线光学***起到重要的作用，其作用是将空间中微弱的X射线光子进行聚焦成像，然后利用后续处理电路对其进行分析，就可以达到对X射线进行探测的目的。
在X射线波段，介质在X射线波长区的折射率存在着吸收，其折射率为ni＝1-δ+iβ。与可见光波段的光学常数相比，δ占据了更为重要的位置，其中δ和β都是波长的函数。δ比较小，通常在10-5～10-7之间，所以1-δ非常接近1，致使其位相变化及其缓慢，往往需要较长的路径或者快速变化的路径才能使X射线产生位相延迟。这也意味着有两种方法可以聚焦X射线，一种是用顶点曲率半径较小的薄透镜构成透镜组以获得较长的路径，另一种是用定点曲率半径较大的厚透镜获得快速变化的路径。
目前常用的软X射线聚焦的方法主要是通过较长的路径使其聚焦，掠入射型(Wolter，KB)都属于这一种方法。但是利用该方法对X射线进行聚焦，其光学***体积和重量往往很大，不能满足未来轻量化X射线的探测的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种在轨智能X射线光学***，可以适应在轨复杂的应用环境变化并减少相应的光学***的体积和重量。
本发明的具体实施方案如下：
一种在轨智能X射线光学***，所述X射线光学***包括光学装置、分束器、波前传感器、波前校正器及探测器；
所述光学装置用于采集空间中的X射线信号并传输给分束器，同时根据波前校正器反馈的校正信息调整面形；
所述分束器将接收的X射线分别传输给波前传感器和探测器，波前传感器和探测器到分束器的距离一致；
所述波前传感器将接收到X射线的波前信息与预期值比较分析，若符合预期值则反馈给探测器，若不符合预期值则反馈给波前校正器；
所述探测器接收到波前传感器的反馈后对X射线信号进行采集；
所述波前校正器接收波前传感器的反馈并分析计算得出校正信息，反馈给光学装置。
进一步地，所述光学装置采用压电驱动的方式调整面形。
进一步地，所述光学装置由外电极、沉积激励层、激励电极、反射镜基底及X射线高反膜组成；
通过外电极和内置的激励电极对沉积激励层施加电压，使反射镜基底产生弯曲调整面形，光学装置将采集的X射线经X射线高反膜反射出去。
进一步地，所述分束器由nm级的光滑基片制作光栅而成，光栅零级和负一级的衍射具有相同的衍射效率。
有益效果：
1、本发明通过相应的波前校正技术和镜面面形快速变化，使X射线获得快速变化的路径，从而可以减少光学***轴向尺寸，与轻量化设计技术相结合，可以使X射线光学***更加小型化，轻量化；其次，可以对光学***的加工误差，装调误差和热变形误差进行实时的在轨校正，提高了光学***的分辨率和环境适应能力，也提高了X射线探测面积。因此，在轨智能X射线光学***可以在轻小型化脉冲星X射线探测器、天基高分辨率X射线探测领域具有重要的科学和工程应用价值。
2、本发明通过光学装置的镜面面形变化进行校正，反应快速，自适应强
3、本发明采用的分束器，能够确保将X射线均分为两束，便于后续检测。
附图说明
图1为本发明的工作原理图；
图2为光学装置的工作原理图；
图3为光学装置变形机理图。
其中，1-光学装置，2-分束器，3-波前传感器，4-波前校正器，5-探测器，6-外电极，7-沉积激励层，8-激励电极，9-反射镜基底，10-X射线高反膜。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种在轨智能X射线光学***，该X射线光学***包括光学装置1、分束器2、波前传感器3、波前校正器4及探测器5，如图1所示。
光学装置1用于采集空间中的X射线信号并传输给分束器2，同时根据波前校正器4反馈的校正信息调整面形。采用压电驱动的方式调整面形，如图3所示，光学装置1由外电极6、沉积激励层7、激励电极8、反射镜基底9及X射线高反膜10组成。通过外电极6和内置的激励电极8对沉积激励层7施加不同的电压，使反射镜基底9产生不同的弯曲调整面形，产生相应的面形变化，然后光学装置1将采集的X射线调整后经X射线高反膜10反射出去，提高光学***的分辨率和环境适应能力。
分束器2将接收的X射线均分为两束，分别传输给波前传感器3和探测器5，波前传感器3和探测器5离分束器2的距离一致，保证光程相同。分束器2采用X射线衍射光栅制作，由nm级的光滑基片制作光栅而成，光栅零级和负一级的衍射具有相同的衍射效率。
波前传感器3将接收到X射线的波前信息与预期值比较分析，若符合预期值则反馈给探测器5，若不符合预期值则反馈给波前校正器4。
探测器5接收到波前传感器3的反馈信息后对X射线信号进行采集。
波前校正器4接收波前传感器3的反馈并分析计算，得出相应的面形校正信息，反馈到光学装置1，控制光学装置1产生相应的面形变化。
如图2所示，在波前校正器4的反馈控制下，光学装置1可以通过压电驱动材料，产生所需要的面形变化，从而补偿由于空间环境变化，加工及装调误差所带来的成像质量下降。当光学装置1的面形发生变化的时，其成像位置也发生了相应的变化。
具体工作过程如下：
光学装置1对空间中的X射线信号进行采集成像，经由分束器2均分为两路，一路被波前传感器所3接收，另一路被探测器5所接收，此时探测器5不进行采集工作。
波前传感器3对所采集到X射线的波前信息进行分析，如果此时波前符合预期值，则波前传感器3对探测器5发出采集信号，探测器5进行采集；如果分析波前信息不符合预期值，则此时波前传感器3将信息反馈给波前校正器4，波前校正器4对X射线的波前信息进行分析计算，得到对波前校正所需要的面形变化信息，然后将面形变化信息反馈到光学装置1中，控制光学装置1产生相应的面形变化，对所探测的X射线波前信息进行校正，以适应在轨的环境变化。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种在轨智能X射线光学***，其特征在于，所述X射线光学***包括光学装置、分束器、波前传感器、波前校正器及探测器；
所述光学装置用于采集空间中的X射线信号并传输给分束器，同时根据波前校正器反馈的校正信息调整面形；
所述分束器将接收的X射线分别传输给波前传感器和探测器，波前传感器和探测器到分束器的距离一致；
所述波前传感器将接收到X射线的波前信息与预期值比较分析，若符合预期值则反馈给探测器，若不符合预期值则反馈给波前校正器；
所述探测器接收到波前传感器的反馈后对X射线信号进行采集；
所述波前校正器接收波前传感器的反馈并分析计算得出校正信息，反馈给光学装置。
2.如权利要求1所述的在轨智能X射线光学***，其特征在于，所述光学装置采用压电驱动的方式调整面形。
3.如权利要求2所述的在轨智能X射线光学***，其特征在于，所述光学装置由外电极、沉积激励层、激励电极、反射镜基底及X射线高反膜组成；
通过外电极和内置的激励电极对沉积激励层施加电压，使反射镜基底产生弯曲调整面形，光学装置将采集的X射线经X射线高反膜反射出去。
4.如权利要求1所述的在轨智能X射线光学***，其特征在于，所述分束器由nm级的光滑基片制作光栅而成，光栅零级和负一级的衍射具有相同的衍射效率。
CN201711274412.4A 2017-12-06 2017-12-06 一种在轨智能x射线光学*** Pending CN107907905A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711274412.4A CN107907905A (zh) 2017-12-06 2017-12-06 一种在轨智能x射线光学***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711274412.4A CN107907905A (zh) 2017-12-06 2017-12-06 一种在轨智能x射线光学***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107907905A true CN107907905A (zh) 2018-04-13

Family

ID=61854054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711274412.4A Pending CN107907905A (zh) 2017-12-06 2017-12-06 一种在轨智能x射线光学***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107907905A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113936840A (zh) * 2021-10-22 2022-01-14 中国科学院上海高等研究院 一种温控x射线变形镜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101122677A (zh) * 2006-08-09 2008-02-13 船井电机株式会社 可变形镜的制造方法
CN102073136A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 液晶自适应光学***能量优化分配方法
CN103412404A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 北京空间机电研究所 一种基于多视场波前探测与全视场优化的波前校正方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101122677A (zh) * 2006-08-09 2008-02-13 船井电机株式会社 可变形镜的制造方法
CN102073136A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 液晶自适应光学***能量优化分配方法
CN103412404A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 北京空间机电研究所 一种基于多视场波前探测与全视场优化的波前校正方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113936840A (zh) * 2021-10-22 2022-01-14 中国科学院上海高等研究院 一种温控x射线变形镜
CN113936840B (zh) * 2021-10-22 2023-08-25 中国科学院上海高等研究院 一种温控x射线变形镜

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180246321A1 (en) Additive manufacturing apparatus and an optical module for use in an additive manufacturing apparatus
US9906738B2 (en) Weak target detection-oriented multi-modal infrared imaging system and method
CN101266334A (zh) 基于随机并行梯度下降算法的无波前探测器自适应光学***
CN106371102A (zh) 基于自适应光学的逆合成孔径激光雷达信号接收***
CN106768876B (zh) 基于星点光斑的空间天文望远镜波前探测方法
CN102889935A (zh) 基于相位差法的自适应光学***近场波前传感器标定装置及标定方法
Bos et al. On-sky verification of Fast and Furious focal-plane wavefront sensing: Moving forward toward controlling the island effect at Subaru/SCExAO
CN103900692B (zh) 一种基于太阳自适应光学***的太阳光栅光谱成像装置
CN102636271B (zh) 一种基于差分光学的相位差法波前测量成像装置
Vorontsov et al. Deep turbulence effects compensation experiments with a cascaded adaptive optics system using a 3.63 m telescope
CN104568149A (zh) 一种可校正***像差的太阳光栅光谱成像装置
RU2388010C1 (ru) Система сопровождения подвижных объектов
CN112212977A (zh) 高速高分辨高精度超高温熔池温度场在线监测装置与方法
CN105466576B (zh) 一种对大气湍流高度和角度非等晕波前误差同步测量装置及方法
CN103226243A (zh) 一种校正自适应光学***非共光路误差的方法和***
CN107907905A (zh) 一种在轨智能x射线光学***
CN102073136B (zh) 液晶自适应光学***能量优化分配方法
CN102507019A (zh) 基于微扫描的像质检测用哈特曼波前传感器
CN108955904B (zh) 一种兼顾点面目标的多功能波前探测装置
CN105044906B (zh) 一种基于图像信息的快速扩展目标成像校正方法
GB2537070A (en) Zoom objective and camera system
US20050254112A1 (en) Systems and methods for modifying wavefronts
CN208351001U (zh) 具有实时波前补偿功能的激光三维成像***
CN102621688B (zh) 基于差分传感器的自适应光学***
CN104730708A (zh) 机载激光通信附面层效应光学补偿方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180413

RJ01 Rejection of invention patent application after publication