极紫外望远镜角分辨率评价方法

极紫外望远镜工作波段与可见光波段相差近两个数量级,其工作波段的衍射极限很低,达到0.036″,使该波段望远镜角分辨率的检测很困难。本文介绍了一种极紫外望远镜角分辨率的评价方法。该方法利用通用可见光波段面形检测仪器,检测出极紫外望远镜光学元件面形误差和装调误差,将检测到的与波长无关的Zernike系数代入光学设计程序,计算出极紫外望远镜工作波段的点扩散函数和环绕能分布,进而计算出望远镜在极紫外波段的角分辨率。实验结果表明,极紫外望远镜的角分辨率可以达到0.18″。该方法是一种快捷、有效的极紫外波段成像仪器的评价方法。     

极紫外太阳望远镜成像质量检测系统设计

为了在实验室模拟空间环境,检测极紫外太阳望远镜成像质量,提出了由激光等离子光源、Newton型准直光管系统、背照射CCD相机、真空系统等组成的工作波段为17~30 nm的极紫外准直光管检测系统,给出了详细的物理分析、光学设计和真空系统设计方法和结果。真空实验测试结果表明,系统在80 min内,真空度即可达到5×10^-4 Pa的设计指标,满足极紫外波段检测太阳望远镜的要求。     

月基地球等离子体层极紫外成像仪的光学设计

依据地球等离子体层在30.4 nm的辐射特性,首次以月球为观测点进行地球等离子体层极紫外波段成像观测方法研究.确定了在月球表面使用的极紫外成像仪的技术参数,给出了视场角为15°、角分辨率为0.1°、入瞳面积＞70 cm2的极紫外成像仪的结构形式,采用单球面多层膜反射镜与球面微通道板光子计数成像探测器相结合的方式设计了极...     

28.4nm和30／4nm波段的C／Si多层膜

对于宇宙的探讨,特别是对太阳大气层的研究,用Ｘ射线、极紫外及远紫外波段望远镜来观测。我们报道了一种新的材料组合Ｃ／Ｓｉ用于２８．４ｎｍ（４３．６５ｅｖ）和３０．４ｎｍ（４０．７８ｅＶ）波段的多层膜反射镜,并且用离子束溅射装置制备了正入射条件下的Ｃ／Ｓｉ多层反射镜。同时我们用软Ｘ射线反射计测量了其反射率,在正入射条件下测得最大反射率达１４％（３０．４ｎｍ）     

极紫外太阳望远镜分辨率的检测

极紫外太阳望远镜(EUT)作为高分辨率空间成像仪器,其检测水平的高低直接影响EUT成像质量.在完成EUT的装调工作之后,对其成像质量进行了检测.具体方法是将分辨率板置于平行光管的焦点处,由可见光照明该分辨率板,透射光经平行光管后成为平行光束并充满待测EUT入瞳,再经EUT成像在CCD相机上,根据所得图像来判断待测望远镜分辨率.实验结果表明,EUT在可见光波段(λ=570nm)的分辨率为1.22",接近此波段的衍射极限(1.20").根据可见光检测结果估算出EUT工作波段的分辨率可以达到0.32",能够满足设计要求.     

28.4nm和30.4nm波段的C/Si多层膜

对于宇宙的探讨,特别是对太阳大气层的研究,需要用Ｘ射线、极紫外及远紫外波段望远镜来观测。我们报道了一种新的材料组合Ｃ／Ｓｉ用于２８．４ｎｍ（４３．６５ｅＶ）和３０．４ｎｍ （４０．７８ｅＶ）波段的多层膜反射镜,并且用离子束溅射装置制备了正入射条件下的Ｃ／Ｓｉ多层膜反射镜。同时,我们用软Ｘ射线反射计测量了其反射率,在正入射条件下测得最大反射率达１４％ （３０．４ｎｍ ）。     

17.1 nm极紫外滤光片的制备

为了预警空间天气，需对日地空间物理过程进行监测，极紫外（Extreme Ultraviolet, EUV）滤光片是极紫外成像仪其中的重要组成部分，用来去除太阳辐射光谱中的非工作波段的辐射。为了优化EUV滤光片在17.1 nm波长处的透过率，本文基于比尔-朗伯定律通过理论计算和软件模拟确定17.1 nm EUV滤光片的材料及厚度。首先，采用真空热蒸发的方式在熔石英基底沉积脱膜层和金属薄膜，成功制备了以镍网为支撑的EUV滤光片。经测试，滤光片在17.1 nm处的透过率约为43.81%，表面光滑平整且无明显针孔。接下来为了说明氧化层对透过率的影响，使用椭圆偏振光谱仪测量滤光膜样品，得到放置不同时间的氧化层膜厚，并测得粗糙度来优化模拟滤光片透过率。利用IMD拟合样品氧化层厚度及粗糙度，调整层厚达到与实际测量值最为接近的曲线。实验结果表明滤光片透过率的模拟值与测量值绝对误差约1%，符合良好。本文为17.1 nm EUV滤光片提供了制备方法以及优化思路，在空间探测领域有重要应用价值。     

17.1 nm波段光电成像系统分辨率的实验研究

设计了17.1 nm波段光电成像系统,用于对波长为17.1 nm的极紫外光进行成像。该成像系统分为三大部分:光源、单色仪和探测系统。一个调Q的Nd∶YAG激光器(Continuum 9000)用来产生激光等离子体,掠入射单色仪由2块球面聚焦镜和1块600 L/mm的球面掠入射光栅组成,经单色仪分光后得到波长为17.1 nm的单色光,探测器是微通道板(MCP)和荧光屏组件共同组成,Kodak400型胶卷被用于记录狭缝的像。结果获得了一宽度为3 mm的狭缝的像,实验测得130 μm的成像系统的空间分辨率,好于相同条件下文献[6]的结果。     

极紫外太阳望远镜分辨率检测

在完成极紫外太阳望远镜（EUT）的装调工作之后,需要对其成像质量进行检测。将分辨率板置于平行光管的焦点处,由可见光照明该分辨率板,透射光经平行光管后成为平行光束并充满待测EUT入瞳,再经EUT成像在CCD相机上,根据所得的像可判断待测望远镜分辨率。实验结果表明EUT在可见光波段(λ=570nm)的分辨率为1.22″,接近此波段的衍射极限(1.20″)。根据可见光检测结果估算出EUT工作波段的分辨率可以达到0.32″,满足设计要求。     

长春光机所软X射线-极紫外波段光学研究

综述了我所软X射线-极紫外波段关键技术的研究进展。描述了软X射线-极紫外波段光源技术,研制了工作波段为6~22 nm的微流靶激光等离子体光源;介绍了光子计数成像探测器技术,研制出了有效直径为25 mm,等效像元分辨率为0.3 mm的极紫外波段探测器;开展了超光滑表面加工、检测技术的研究,研制了超光滑表面抛光机,加工出高面形精度的超光滑表面,面形精度为6 nm(RMS值),表面粗糙度达0.6 nm(RMS值);进行了软X射线-极紫外波段多层膜技术的研究,研制出13 nm处反射率为60%的多层膜反射镜,150 mm口径反射镜的反射率均匀性优于±2.5%;最后,讨论了软X射线-极紫外波段测量技术研究,研制出该波段反射率计,其测量范围为5~50 nm,光谱分辨率好于0.2 nm,测量重复性好于±1%。在上述关键技术研究基础上,研制出了极紫外波段成像仪和空间极紫外波段太阳望远镜,这些仪器在我国空间科学研究项目中发挥了作用。     

极紫外宽带多层膜反射镜离散化膜系的设计与制备

极紫外(EUV)宽带多层膜的光谱性能对膜厚控制精度要求较高,仅由时间控制膜厚的镀膜系统难以满足其精度控制要求。本文提出了基于进化算法的宽带EUV多层膜离散化膜系设计方法,与传统膜系设计相比,离散化膜系所制备多层膜具有更为优良的EUV反射光谱性能。为验证离散化膜系设计在宽带EUV多层膜研制中的优越性,采用磁控溅射方法对具有离散化膜系的宽带多层膜反射镜进行了制备和测试。测试结果表明:研制的宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～17°,高于41%的反射率;研制的堆栈宽角度多层膜反射镜可实现入射角带宽为0°～18.5°,高于35%的反射率;研制的宽光谱多层膜反射镜可实现波长带宽为12.9～14.9 nm,高于21%的反射率。     

X射线—极紫外光学中的超精密加工及其应用

短波光学技术的发展对高精密超光滑表面提出了严格要求。在X射线—极紫外光学中,光学元件表面粗糙度均方根值必须达到埃量级。制造这样表面的超精加工包括切割、研磨和抛光等工艺过程。本文介绍一种制造X射线望远镜中非球面镜的复制方法。     

X射线—极紫外光学中的超精密加工及其应用

短波光学技术的发展对高精密超光滑表面提出了严格要求。在X射线—极紫外光学中,光学元件表面粗糙度均方根值必须达到埃量级。制造这样表面的超精加工包括切割、研磨和抛光等工艺过程。本文介绍一种制造X射线望远镜中非球面镜的复制方法。     

Multilayer optics for the EUV and soft X-rays

1Introduction Engineersandscientistsinfieldsasdiverse asmicrolithographyandspaceastronomyhavea commonneedtouse“light”rangingfromEUV tothesoftX rayregion.Theextremeultraviolet andsoftX rayspectralregionliebetweentheul travioletandthehardX rayregionsoftheelec tromagneticspectrum.Inspiteofthesmooth transitionsbetweenthespectralsubdivisionsit’s worthtodefineroughlytheirapproximatebor ders[1]:extremeultravioletEUV～50nmto～5nm～25eVto～250eV,softX rayregion～5nmto～0.2nm～250eVto～6keV.The…     

High sensitivity microchannel plate detectors for space extreme ultraviolet missions

Microchannel plate (MCP) detectors have been widely used as two-dimensional photon counting devices on numerous space EUV (extreme ultraviolet) missions. Although there are other choices for EUV photon detectors, the characteristic features of MCP detectors such as their light weight, low dark current, and high spatial resolution make them more desirable for space applications than any other detector. In addition, it is known that the photocathode can be tailored to increase the quantum detection efficiency (QDE) especially for longer UV wavelengths (100-150 nm). There are many types of photocathode materials available, typically alkali halides. In this study, we report on the EUV (50-150 nm) QDE evaluations for MCPs that were coated with Au, MgF(2), CsI, and KBr. We confirmed that CsI and KBr show 2-100 times higher QDEs than the bare photocathode MCPs, while Au and MgF(2) show reduced QDEs. In addition, the optimal geometrical parameters for the CsI deposition were also studied experimentally. The best CsI thickness was found to be 150 nm, and it should be deposited on the inner wall of the channels only where the EUV photons initially impinge. We will also discuss the techniques and procedures for reducing the degradation of the photocathode while it is being prepared on the ground before being deployed in space, as adopted by JAXA's EXCEED mission which will be launched in 2013.     

空间光学镜头可适应边界温度的CAE计算方法

提出了空间遥感器温度场的描述方法,建立了某空间遥感器光学镜头的热光学分析模型,计算得到了该空间光学遥感器温度水平和温差要求的热控指标。在对遥感器在轨运行热载荷状态进行假定描述的基础上,用有限元方法进行了温度场及热弹性变形分析,得出假定温度载荷作用下光学遥感器各光学表面的变形量及刚体位移量。利用Zernike多项式进行波前差拟合,得到Zernike多项式系数,代入光学系统,利用CODEV光学计算软件计算热载荷作用下光学镜头的传递函数(MTF)。通过迭代,得到光学系统满足传递函数指标＞0.4要求的各温度场临界值,完成了从光学指标到热控指标的转换,避免了热控设计的过设计或设计不足, 可以在设计方案阶段作为遥感器结构的热适应性设计的参考,同时为制定合理的热控设计指标提供数据依据。     

极紫外单色仪波长定标

给出了一种新的极紫外(EUV)单色仪定标方法.通过测量标准气体He空阴极光源的30.38和58.43nm两条发射光谱和标定过的中心波长为13.90nm的Mo/Si多层膜反射镜的反射率峰值位置,对Mcpherson247型EUV单色仪进行波长定标,将所定的标准点在单色仪的运动轨迹上做了相应的标识,并用Origin软件进行处理,利用一元二次方程得出拟合曲线.对标定结果做了分析,得出了在12～60nm波段内,用激光等离子体光源软X射线反射率计测量多层膜反射镜反射峰值位置时,测量准确度为0.08nm,测量重复性为士0.04nm.测量误差主要来源是光源的不稳定性和机械转动误差.