龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)能夠在高能X射線波段實(shí)現(xiàn)大視場、高集光效率成像,在天文、安檢等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。圍繞有限遠(yuǎn)物距、高集光效率的高能X射線成像需求,開展了Schmidt型龍蝦眼成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真研究。構(gòu)建了Schmidt型龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與成像仿真模型,研究了放大倍率、焦距、光學(xué)元件厚度及間距等對系統(tǒng)集光效率的影響,分析了物像關(guān)系與像散的關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了高集光效率、高分辨率的Schmidt型龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了系統(tǒng)成像性能,為高性能X射線成像光學(xué)系統(tǒng)的研制提供了一種有效的方法。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)成像原理

為解決像散的問題，第2組物鏡的焦距需要比第1組物鏡小一些，以保證前后兩組物鏡的像面互相重合。根據(jù)龍蝦眼物鏡的設(shè)計(jì)，物距u1=1 m，像距v1=500 mm，將第2組物鏡緊貼第1組物鏡出瞳面放置，因此第2組物鏡的物距u2=1.1 m，像距為v2=400mm。根據(jù)龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)物像公式:式中，f=R/2。將第2組物鏡的物像距代入式(10)，得到R2=1.26 m，經(jīng)過優(yōu)化的物鏡物像關(guān)系示意圖如圖3所示，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表4。通過調(diào)整兩個(gè)物鏡的焦距解決像散問題的方法，會導(dǎo)致子午面與弧矢面內(nèi)的放大率不一致。根據(jù)式(4)，第1組物鏡對應(yīng)的子午方向的橫向放大率為0.5，而第2組物鏡對應(yīng)的弧矢方向的橫向放大率為0.36。

式中，f=R/2。將第2組物鏡的物像距代入式(10)，得到R2=1.26 m，經(jīng)過優(yōu)化的物鏡物像關(guān)系示意圖如圖3所示，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表4。通過調(diào)整兩個(gè)物鏡的焦距解決像散問題的方法，會導(dǎo)致子午面與弧矢面內(nèi)的放大率不一致。根據(jù)式(4)，第1組物鏡對應(yīng)的子午方向的橫向放大率為0.5，而第2組物鏡對應(yīng)的弧矢方向的橫向放大率為0.36。圖4所示為經(jīng)過優(yōu)化的物鏡模擬結(jié)果。由圖4可見，與由兩個(gè)完全相同的物鏡組成的龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)相比，像散得到了明顯的改善，中央亮斑的尺寸也更小，對比度更清晰。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]毛細(xì)管X光透鏡聚焦的微束能量色散X射線衍射分析的研究[J]. 段澤明,姜其立,劉俊,潘秋麗,程琳.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(12)



本文編號：3361875