本文關鍵詞：軟X射線掠入射集光系統(tǒng)設計及加工技術研究

  更多相關文章： X射線光學系統(tǒng) 掠入射 嵌套結構 玻璃熱彎成形 面形檢測

【摘要】：在地球同步衛(wèi)星軌道以外的深空領域,GPS導航不能發(fā)揮有效作用,X射線脈沖星導航技術是深空定位和導航的主要發(fā)展方向,通過探測三個以上脈沖星的X射線輻射到達航天器的時間,可以實現(xiàn)航天器自主定位和導航。X射線探測裝置所需的光學系統(tǒng)主要用于收集和會聚脈沖星發(fā)出的X射線輻射,從而提高X射線探測系統(tǒng)的探測能力,是脈沖星導航的關鍵技術之一。由于X射線波段特殊的光學特性,光學系統(tǒng)采用基于全反射理論的掠入射反射結構。本文主要研究高靈敏度的掠入射X射線集光系統(tǒng),圍繞該系統(tǒng)的設計優(yōu)化、反射面加工和面形檢測等展開工作。1.在Wolter-I型掠入射系統(tǒng)理論研究的基礎上,根據(jù)應用需求,對單次反射的拋物反射面嵌套結構進行了優(yōu)化設計,詳細分析了各項結構參數(shù)對光學系統(tǒng)性能的影響,從而優(yōu)化了結構參數(shù);并對該系統(tǒng)進行了工程應用計算,包括輻條支架結構和反射面面形誤差對系統(tǒng)性能的影響。2.分析計算了雙錐面嵌套結構和微通道板光學結構的集光性能,分別從有效面積、反射效率、相對光強增益等方面與單次反射的拋物面嵌套系統(tǒng)進行了對比,確定了單次反射的拋物面嵌套系統(tǒng)作為X射線集光系統(tǒng)的優(yōu)勢。3.使用MSC Marc有限元軟件對玻璃反射面在凹面模具中的熱彎成形工藝進行了有限元建模和仿真,模擬了不同升溫速率、成形溫度、冷卻速率對反射面成形結果的影響,優(yōu)化了加工工藝參數(shù);推導了所需反射面面形和模具面形之間的關系,計算出模具的面形補償量;在模具設計和加工的基礎上,使用熱彎成形工藝加工了四分之一圓周的拋物反射面。4.對加工出的拋物反射面進行了表面粗糙度檢測和面形檢測。表面粗糙度RMS值為0.38nm;將面形檢測結果與模具的表面形貌進行對比,得出加工誤差PV值4.7μm,RMS值2.3μm。面形誤差分析表明:模具面形是影響反射面面形精度的主要因素。5.對四分之一圓周的反射面進行了成像實驗,得到成像分辨率為1.48arcmin,結果表明:使用熱彎成形方法加工的超薄基底反射面可以用于脈沖星導航集光系統(tǒng)。反射面面形誤差來源分析及成像實驗為進一步提高反射面面形精度、加工出符合要求的掠入射集光系統(tǒng)奠定了基礎。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O434.1

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1 徐清;邵涵如;魏向軍;;掠入射X射線熒光光譜分析平臺[A];全國第六屆X射線熒光光譜學術報告會與X射線光譜分析研討會論文集[C];2005年

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5 張吉東;陳劉然;王鵬月;莫志深;謝志元;王利祥;;用掠入射X射線衍射表征共軛聚合物薄膜的真實微結構[A];中國化學會第28屆學術年會第5分會場摘要集[C];2012年

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本文編號：1286082