本实用新型专利技术涉及一种X射线聚焦光学系统，包括镜筒，安装在镜筒内的反射镜片组、支撑架，反射镜片组为多个单层反射镜片嵌套形成的多层套筒结构，各单层反射镜片关于光轴旋转对称，单层反射镜片的内表面为反射面，内表面的形状为圆锥曲面，单层反射镜片之间的径向间距渐变且共焦点，能够以掠入射的方式对平行或近似平行入射的X射线通过单次反射进行聚焦。本实用新型专利技术可以有效提高X射线光子收集效率，为X射线脉冲星导航和X射线通信等非成像应用情况下微弱X射线光子的探测提供了一种简便、高效的聚焦光学系统。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及X射线探测领域，尤其涉及一种X射线聚焦光学，在微弱X射线信 号探测（如X射线脉冲星导航和X射线通信等）上具有重要应用价值。
技术介绍
在极微弱X射线光子探测应用中（如X射线脉冲星导航和X射线深空通信），由于 探测目标辐射较弱，为了尽可能多的接收信号光子，通常采用的方法有两个：一是增大X射 线探测器的面积，如中科院西安光机所提出的基于微通道板拼接的大面积X射线脉冲探测 方法（专利【申请号】201110449030. 7,201310283151.8)。二是采用X射线聚焦光学，增大X 射线收集面积，再将收集到的X射线光子汇聚到探测器接收面。 通常大面积X射线探测器前面需要增加准直器以尽量滤除背景辐射，可称为准直 型探测器。采用X射线聚焦光学的探测器，通常探测器面积不需要很大，这类探测器可称为 聚焦型探测器。准直型探测器可以实现较大的探测面积，具有覆盖能量范围大、探测效率较 高和设备紧凑等优点。不过，随着探测器面积增大，会造成探测器暗计数率和功耗随之增 大，将会影响信号光子的提取。而聚焦型探测器具有较小的探测器面积，可以使空间带电粒 子和散射X射线背景引起的噪声大大降低。由于X射线脉冲星导航和X射线通信等应用只 需要将X射线光子集中起来，并不需要真正的成像聚焦。因此，研宄一种高效简便的X射线 聚焦光学系统具有十分重要的意义，可以有效减小探测器面积，为X射线脉冲星导航和X射 线深空通信等类似应用奠定技术基础。
技术实现思路
本技术提出一种高效的X射线聚焦光学系统，其目的是提高X射线探测效率， 为X射线脉冲星导航和X射线通信等微弱X射线光子探测奠定技术基础。 本技术的技术解决方案是： 一种X射线聚焦光学系统，包括镜筒，安装在镜筒内的反射镜片组、支撑架，其特 殊之处在于： 所述反射镜片组为多个单层反射镜片嵌套形成的多层套筒结构，各单层反射镜片 关于光轴旋转对称，单层反射镜片的内表面为反射面，内表面的形状为圆锥曲面，单层反射 镜片之间的径向间距渐变且共焦点，能够以掠入射的方式对平行或近似平行入射的X射线 通过单次反射进行聚焦， 相邻两层镜片的反射面之间应满足如下递推关系：【主权项】1. 一种X射线聚焦光学系统，包括镜筒，安装在镜筒内的反射镜片组、支撑架，其特征 在于： 所述反射镜片组为多个单层反射镜片嵌套形成的多层套筒结构，各单层反射镜片关于 光轴旋转对称，单层反射镜片的内表面为反射面，内表面的形状为圆锥曲面，单层反射镜片 之间的径向间距渐变且共焦点，能够以掠入射的方式对平行或近似平行入射的X射线通过 单次反射进行聚焦， 相邻两层镜片的反射面之间应满足如下递推关系： hi = L*tg Θ J其中，L为聚焦系统沿光轴方向的长度； Iii为第i层和第i+Ι层间反射镜片的径向间距； Θ i为第i层反射镜片的掠入射角； f为聚焦光学系统焦距； Di为第i层反射镜片的入射端直径； 所述支撑架用于支撑固定反射镜片组，使得反射镜片组中各层反射镜片能够按照相应 间距和角度进行支撑固定。2. 根据权利要求1所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于： 所述反射镜片包括基底和蒸镀在基底上的反射膜，所述反射膜为单层或多层，所述反 射膜位于反射镜片的内表面。3. 根据权利要求2所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于：所述基底的厚度为0. 1~ 0. 5mm〇4. 根据权利要求2所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于：所述反射面的粗糙度小 于 Inm05. 根据权利要求2所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于：所述反射膜为金属薄膜， 材料应为对X射线吸收系数较小且原子序数较大的材料。6. 根据权利要求1至5之一所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于：所述反射镜片 的内表面为圆锥曲面。7. 根据权利要求6所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于：所述镜筒用于套装多层 反射镜片，形状为圆柱体或多面体。8. 根据权利要求7所述的X射线聚焦光学系统，其特征在： 每一单层反射镜片包括多个形状结构相同的小镜片； 所述支撑架包括中心轴和多个定位支撑辐板，各定位支撑辐板围绕中心轴均匀分布， 每一块辐板两表面以不同设计间距刻有相应宽度和深度的槽，用于对反射镜片组中的组成 单层反射镜片组合的小镜片进行定位和支撑固定。9. 根据权利要求8所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于：所述中心轴的中心留有 通孔，便于邻近光轴的X射线直接通过。10.根据权利要求8或9所述的X射线聚焦光学系统，其特征在于： 还包括设置在反射镜片组两端防止镜片受力挤压变形的第一缓冲层和第二缓冲层； 还包括压紧第一缓冲层的第一压盖和压紧第二缓冲层的第二压盖。【专利摘要】本技术涉及一种X射线聚焦光学系统，包括镜筒，安装在镜筒内的反射镜片组、支撑架，反射镜片组为多个单层反射镜片嵌套形成的多层套筒结构，各单层反射镜片关于光轴旋转对称，单层反射镜片的内表面为反射面，内表面的形状为圆锥曲面，单层反射镜片之间的径向间距渐变且共焦点，能够以掠入射的方式对平行或近似平行入射的X射线通过单次反射进行聚焦。本技术可以有效提高X射线光子收集效率，为X射线脉冲星导航和X射线通信等非成像应用情况下微弱X射线光子的探测提供了一种简便、高效的聚焦光学系统。【IPC分类】G01T1-29【公开号】CN204359942【申请号】CN201420845744【专利技术人】刘永安, 盛立志, 刘舵, 李林森, 代锦飞, 刘哲, 赵宝升 【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所【公开日】2015年5月27日【申请日】2014年12月26日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X射线聚焦光学系统，包括镜筒，安装在镜筒内的反射镜片组、支撑架，其特征在于:所述反射镜片组为多个单层反射镜片嵌套形成的多层套筒结构，各单层反射镜片关于光轴旋转对称，单层反射镜片的内表面为反射面，内表面的形状为圆锥曲面，单层反射镜片之间的径向间距渐变且共焦点，能够以掠入射的方式对平行或近似平行入射的X射线通过单次反射进行聚焦，相邻两层镜片的反射面之间应满足如下递推关系：hi＝L*tgθi其中，L为聚焦系统沿光轴方向的长度；hi为第i层和第i+1层间反射镜片的径向间距；θi为第i层反射镜片的掠入射角；f为聚焦光学系统焦距；Di为第i层反射镜片的入射端直径；所述支撑架用于支撑固定反射镜片组，使得反射镜片组中各层反射镜片能够按照相应间距和角度进行支撑固定。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永安，盛立志，刘舵，李林森，代锦飞，刘哲，赵宝升，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。