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 PDFInfo
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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
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。
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Cited By (1)
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)
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 |
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2017
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Patent Citations (3)
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)
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 |
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