[发明专利]一种在轨智能X射线光学系统

说明书

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射线的光学系统。

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射线光学系统起到重要的作用，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n_i＝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，其光学系统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射线光学系统，可以适应在轨复杂的应用环境变化并减少相应的光学系统的体积和重量。

本发明的具体实施方案如下：

一种在轨智能X射线光学系统，所述X射线光学系统包括光学装置、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，从而可以减少光学系统轴向尺寸，与轻量化设计技术相结合，可以使X射线光学系统更加小型化，轻量化；其次，可以对光学系统的加工误差，装调误差和热变形误差进行实时的在轨校正，提高了光学系统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射线光学系统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射线光学系统，该X射线光学系统包括光学装置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。