本文關(guān)鍵詞：多層嵌套X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)在天文觀測(cè)、空間氣候檢測(cè)、空間定位與導(dǎo)航、顯微成像、投影光刻、成像與診斷等技術(shù)方向具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),發(fā)揮著不可替代的作用。多層嵌套掠入射X射線光學(xué)系統(tǒng)可以提供更大的集光面積、更高的角分辨率以及更輕的系統(tǒng)重量。隨著光學(xué)檢測(cè)和加工技術(shù)的日益成熟,使得研制出更高精度的X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)成為可能。本文主要研究了X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并且給出了提高有效集光面積的設(shè)計(jì)方法。文章首先對(duì)x射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)的研究進(jìn)展做了詳細(xì)論述,分析了x射線成像光學(xué)系統(tǒng)的類型。然后對(duì)掠入射光學(xué)系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)形式、光學(xué)特性等方面進(jìn)行了深入研究,最終選擇兩種結(jié)構(gòu)類型的掠入射形式。針對(duì)集能型的不需清晰成像的X射線光學(xué)系統(tǒng),則采取一次拋物面鏡反射方式。針對(duì)對(duì)成像質(zhì)量有比較高要求的X射線光學(xué)系統(tǒng),則采取二次反射的Wolter Ⅰ型形式,并且分析了這兩種掠入射形式的優(yōu)缺點(diǎn)。為了增大X射線光學(xué)系統(tǒng)的有效集光面積,采用了多層嵌套的設(shè)計(jì)方案,即將許多不同口徑的反射鏡面制作成套筒。有效集光面積與幾何集光面積和反射率有關(guān)。最后對(duì)X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo),并用ZEMAX軟件對(duì)其模擬仿真。最終設(shè)計(jì)出了最佳平均掠入射角θ=1.25°,光學(xué)系統(tǒng)焦距f=1150mmm的X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的一次反射拋物面鏡型多層嵌套光學(xué)系統(tǒng)和Wolter I型結(jié)構(gòu)的X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng),通過(guò)計(jì)算分析可知系統(tǒng)的有效集光面積達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。通過(guò)對(duì)公差進(jìn)行分析可知所設(shè)計(jì)的x射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)也符合技術(shù)指標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)設(shè)計(jì) 掠入射 X射線望遠(yuǎn)鏡 嵌套 集光面積
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-20
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 X射線光學(xué)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況9-17
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展概況9-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況16-17
• 1.3 論文研究目的及主要研究?jī)?nèi)容17-20
• 1.3.1 本文研究目的和意義17-18
• 1.3.2 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 X射線成像光學(xué)系統(tǒng)20-32
• 2.1 透射式X射線成像光學(xué)系統(tǒng)20-22
• 2.1.1 針孔成像20-21
• 2.1.2 編碼孔徑成像21-22
• 2.2 正入射反射式X射線成像光學(xué)系統(tǒng)22-23
• 2.3 掠入射反射式X射線成像光學(xué)系統(tǒng)23-32
• 2.3.1 柯克帕特里克—貝茨型(K-B型)24-25
• 2.3.2 龍蝦眼型結(jié)構(gòu)(Lobster-Eye)25-26
• 2.3.3 Wolter型光學(xué)系統(tǒng)理論26-28
• 2.3.4 Wolter光學(xué)系統(tǒng)類型28-32
• 第三章 X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究32-45
• 3.1 掠入射光學(xué)系統(tǒng)工作原理分析32-33
• 3.2 設(shè)計(jì)方法選擇33-34
• 3.3 多層嵌套式結(jié)構(gòu)工作原理分析34-35
• 3.4 X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)分析35-42
• 3.4.1 臨界掠入射角35-38
• 3.4.2 反射率38-39
• 3.4.3 視場(chǎng)角39-40
• 3.4.4 焦距40-41
• 3.4.5 平均掠入射角41-42
• 3.5 X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)反射鏡的鍍膜研究42-45
• 第四章 一次反射型多層嵌套掠入射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)45-60
• 4.1 一次反射型光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)分析45-47
• 4.1.1 通光孔徑45
• 4.1.2 拋物面鏡面形公式45-46
• 4.1.3 拋物面鏡的長(zhǎng)度46
• 4.1.4 通光內(nèi)徑46
• 4.1.5 有效集光面積46-47
• 4.2 初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)47-50
• 4.2.1 拋物面反射鏡設(shè)計(jì)47-48
• 4.2.2 公差分析48-50
• 4.3 多層嵌套設(shè)計(jì)50-52
• 4.3.1 設(shè)計(jì)思路50
• 4.3.2 公式推導(dǎo)50-51
• 4.3.3 總有效集光面積51-52
• 4.4 一次反射型多層嵌套光學(xué)系統(tǒng)模擬仿真52-56
• 4.5 X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)的組成56-60
• 4.5.1 掠入射反射鏡57
• 4.5.2 光闌57-58
• 4.5.3 鏡筒58-60
• 第五章 Wolter Ⅰ型掠入射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-76
• 5.1 一次反射與二次反射掠入射光學(xué)系統(tǒng)比較60
• 5.2 Wolter Ⅰ型光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)60-68
• 5.2.1 Wolter Ⅰ型掠入射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-63
• 5.2.2 Wolter Ⅰ型掠入射相關(guān)參數(shù)推導(dǎo)63-65
• 5.2.3 有效集光面積65-66
• 5.2.4 模擬仿真66-68
• 5.3 Wolter Ⅰ型多層嵌套掠入射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)68-72
• 5.3.1 設(shè)計(jì)思路68-69
• 5.3.2 公式推導(dǎo)69-71
• 5.3.3 總有效集光面積71-72
• 5.4 Wolter Ⅰ型多層嵌套光學(xué)系統(tǒng)模擬仿真72-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 孫可煦,易榮清,楊國(guó)洪,江少恩,崔延莉,劉慎業(yè),丁永坤,崔明啟,朱佩平,趙屹東,朱杰,鄭雷,張景和;軟x射線平面鏡不同掠射角下的反射率標(biāo)定[J];物理學(xué)報(bào);2004年04期

2 陳仁懷;;中國(guó)研制硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2012年04期

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本文編號(hào)：534567