组合式硬X射线折射光学系统

X射线显微镜在非侵入性检验不透明采样方面有广泛的应用潜力,但是,对生物细胞有损伤.由于X射线通过许多种材料时吸收很强,所以制造工作在千电子伏特级的硬X射线或X射线的光学元件是相当困难的.采用特殊的光学系统设计方案,诸如掠入射反射镜、多路毛细管、衍射透镜以及多层膜反射镜组成的光学系统才能聚焦硬X射线.但是,这些元件组成的光学系统存在效率低、成像质量差以及结构和元件加工极其复杂等缺点.     

用聚毛细光学元件聚焦和准直X射线

用聚毛细光学元件聚焦和准直Ｘ射线Ｘ射线光学元件的发展始终是挑战性的。在Ｘ射线波长，多数材料的折射率接近１，而由菲汉耳方程决定的反射系数也小，除非使用掠入射结构。因此，不论是普通折射光学元件还是反射光学元件都不适合多数应用。甚至专为Ｘ射线应用发展的掠入...     

软X射线掠入射光学散射特性的研究

介绍了短波段掠入射表面散射线性模型,并且根据这个理论,分析计算了不同的波长和掠射角对软X射线掠入射光学散射特性的影响。随着波长的减小、掠射角的加大,软X射线掠入射光学散射现象越来越严重。     

测量掠入射空间光学件的五棱镜长轨轮廓仪（PPLTP）

1 掠入射空间光学件的测量要求近几年世界各地对X射线天文学的兴趣不断增长。最近发射的和不久将要发射的空载X射线天文望远镜航天器。执行飞行任务的次数不断地增加,诸如ROSAT、SXO、SAX、AX-AP和XMM等望远镜,在这些望远镜中,用于聚焦X射线的光学系统都是采用各种结构形式的掠入射光学件。wolter TypeⅠ系统采用一个抛物面和双曲面根结合的光学系统;Wolter—schwarzchild TypeⅠ系统是由WolgerⅠ系统形状略加变更构成的,WolterⅠ系统近似呈薄片锥形体;Kirkpatrick—Baez(K—B)系统     

KBA显微成像系统程序设计与模拟

近20年来,由于X射线光刻技术、空间技术以及激光引爆的惯性约束聚变(ICF)的过程诊断等的需求,X射线成像技术获得迅速发展.但是,由于常规的成像方法难以适应X射线波段,目前大多采用掠入射反射成像和编码孔径成像方法.KBA显微镜为掠入射非共轴X射线反射成像系统,而且四块反射镜是空间分布的,前两块反射镜和后两块反射镜之间并不是严格互相垂直的,这给像质分析带来相当大的困难.通常的光学CAD软件难于适应这种光学系统.因此设计了掠入射非共轴反射成像的KBA显微镜成像系统程序,并用该程序分析了该系统的综合误差. 物距公差为-0.4～+1 mm,掠入射角公差在-8″～0,双反射镜公差在-20″～0,弥散斑的变化在允许的范围内.     

光学散射法表面特征的测量与分析

光学表面评价和检测对光学研究,尤其是短波段光学研究具有重要的意义。介绍了短波段掠入射表面散射线性模型,并根据这个理论,建立了软X射线掠入射表面逆散射模型。利用这个数学模型对由软X射线反射率计测得的数据进行计算,得到通过散射测量所获得的样品表面特征值,所测结果与WYKO测量结果吻合。测量结果表明：掠入射软X射线光学散射法能够较为精确地计算出光滑表面粗糙度和表面自相关函数,可以很直观地反应出光学表面形貌特征。     

光学散射法表面特征的测量与分析*

光学表面评价和检测对光学研究, 尤其是短波段光学研究具有重要的意义。介绍了短波段掠入射表面散射线性模型, 并根据这个理论, 建立了软X 射线掠入射表面逆散射模型。利用这个数学模型对由软X 射线反射率计测得的数据进行计算, 得到通过散射测量所获得的样品表面特征值, 所测结果与WYKO 测量结果吻合。测量结果表明: 掠入射软X 射线光学散射法能够较为精确地计算出光滑表面粗糙度和表面自相关函数, 可以很直观地反应出光学表面形貌特征。     

基于双层衍射元件的红外双波段光学系统设计

利用红外双波段成像能够获得更多的信息,从而提高探测和识别能力。将多层衍射光学元件应用到红外双波段光学系统中,可以校正色差、简化结构。讨论了多层衍射光学元件的成像特性,相比于单层衍射光学元件,多层衍射光学元件可在宽波段范围内获得高衍射效率,给出了多层衍射光学元件设计方法。基于此,设计了一种红外双波段混合成像光学系统。其中,双层衍射光学元件在3.7~4.8μm和7.7~9.5μm工作波段上的衍射效率达98.5%以上。仿真结果表明,系统像质良好,满足要求。     

基于谐衍射的红外双波段共口径消热差光学系统设计

设计了一种基于谐衍射的红外双波段共口径消热差光学系统。此光学系统的工作波段为3~5¼m及8~12¼m,焦距为45 mm,F/#为2,双色探测器为320×256、30μm制冷型探测器。谐衍射光学元件改进了衍射光学元件在宽波段上的大色散问题,解决了衍射光学元件在宽波段上的色散严重和衍射效率低下的问题。该光学系统采用谐衍射光学元件消宽波段色差和宽温度范围热差,使中波红外和长波红外在不同衍射级衍射实现谐振共焦成像,使用较少光学元件,校正了双波段红外光学系统的像差和热差。基于谐衍射的红外双波段共口径消热差光学系统在改善像质、减小体积重量、宽波段消热差等方面表现出传统光学系统不可比拟的优势。随着双波段探测器和谐衍射透镜研发制造技术的进一步发展,双波段光学系统必将在目标跟踪、识别、精确打击等军工系统中得到广泛应用。     

多层衍射光学元件的特性分析

对采用不同材料多层衍射光学元件的衍射效率进行了分析.通过建立双层衍射光学元件的位相分布函数,实现了宽光谱范围内高衍射效率的多层结构设计.可见光波段设计结果表明多层衍射光学元件可在整个光谱范围内获得大于96%的衍射效率,克服了传统单层衍射元件衍射效率低的缺点,使衍射元件在混合光学系统中,特别是在可见光波段,充分发挥其校正色差、热差及提供非球面度的优势,从而实现体积小、重量轻、像质优越的光学系统.     

以复合折射透镜聚焦硬X射线

X射线显微术有可能用于不透明样品的无损检验 ,但却易于损坏生物样品。然而 ,由于此种辐射穿过许多状块材料影响很少 ,所以制造硬 X射线 (ke V范围的 X射线 )光学件很困难。有些技术可以制造聚焦硬 X射线的光学件 ,包括掠入射反射镜、多根毛细管、衍射透镜和多层膜反射镜 (其各个膜层的厚度仅为几个原子 ) ,但这些光学件存在效率低、成像质量差、高度复杂性等问题。现在莱茵西区高等技术学校物理研究所和欧洲同步辐射装置的研究人员已使成像 X射线光学件进入人们熟知的折射光学领域。他们已建造一种称为复合折射透镜 (CRL)的光学系统。…     

硬X射线光学系统和图像记录的现状及未来

在硬X射线区(10～100keV),单层反射镜的总外反射对掠入射光学件不再有用,而多层的布拉格反射在此区域则较有利。最近有一台用多层反射镜制造的硬X射线望远镜在进行试验,拟实用于24～36keV区。其聚焦像用新研制的位置敏感CdZnTe固体探测器测量。硬X射线光学系统的进一步发展正在进行,以便将能量范围扩展至100eV,并改进图像分辨率。这些发展可能在硬X射线区打开新的研究领域。     

用于ICF实验的轴对称掠入射软X射线显微镜中的光学系统

简单叙述了几种可用于ICF实验研究的掠入射软X射线显微镜的主镜结构 ,详细介绍了WolterⅠ型轴对称掠入射软X射线显微镜的成像原理、系统的主镜参数以及系统中用到的观察瞄准系统的光学方案。     

四片式非制冷长波红外热像仪双视场光学系统

介绍了一种用于非制冷凝视焦平面探测器的长波红外双视场光学系统设计实例,该系统工作波段为8～12 μm,变倍比为2.5倍,采用轴向移动变焦方式.引入一个衍射光学元件,减少了光学零件的数量,减轻了系统质量,具有成像质量高、体积小、重量轻等优点,并用ZEMAX光学设计软件进行了像质评价.     

软X射线成像光学技术的发展

成像光学系统的基本性能的要求是分辩率。根据成像原理,分辩率受光波衍射的限制。提高衍射极限分辩率的途径之一是减小波长。X射线光学成像是在这一指导思想下开始研究的,电子光学成像也是这样。而且这两种成像技术的研究,在历史上几乎是同时并进的。1895年伦琴发现X射线,1897年J.J汤姆逊证实了电子的存在;1923年康普顿证明了掠入射条件下射线在抛光金属表面可以像可见光一样反射、聚焦,1926年H。布希等证明了旋转对称静电场和静磁场可以使电子束偏折、聚焦和成     

一种红外双波段衍射望远镜的光学设计（英文）

深入研究了双层谐衍射光学元件,基于衍射效率方程对双层衍射元件的衍射效率进行优化.光学系统在中波红外和长波红外波段的衍射效率均超过了99%,极大地提高了图像的对比度和像质.设计了一款新型的红外双波段衍射望远镜,取得了接近衍射极限的成像质量,易于加工.     

一种红外双波段衍射望远镜的光学设计

深入研究了双层谐衍射光学元件,基于衍射效率方程对双层衍射元件的衍射效率进行优化.光学系统在中波红外和长波红外波段的衍射效率均超过了99%,极大地提高了图像的对比度和像质.设计了一款新型的红外双波段衍射望远镜,取得了接近衍射极限的成像质量,易于加工.     

中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室真空紫外—软X射线光学研究组简介

应用光学国家重点实验室建立以来.真空紫外一软X射线光学研究一直是该实验室的重点发展学科之一,其研究基础深厚、特点鲜明、研究水平处于国际前沿地位,主要从事真空紫外一软X射线光学的基础研究和应用基础研究,已形成从理论到实验.从光源、光学元件和探测器研究到实用仪器开发研制的研究体系,装备有国内先进的真空紫外一软X射线波段光谱测试和光学元件及系统的加工、检测设备,具有真空紫外一软X射线光学的综合研究能力.近期的主要研究方向包括软X射线多层膜技术研究;软X射线显微成像及投影光刻技术研究;真空紫外     

二元球透镜可见/紫外双波段光学系统

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见/紫外双波段光学系统的新方法.在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件,有效校正了色差及球差;同时利用谐衍射设计,使可见/紫外双波段共用同一二元光学元件.利用光纤面板对像面的补偿,既校正了场曲,又满足半视场0～15°为可见波段,15～35°为紫外波段的实际应用需求.完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作.所研制的系统经测试,在F数为1的条件下,弥散斑小于60μm,与传统的球透镜相比,光斑缩小了1/3.     

折-衍混合型两档变倍红外光学系统设计

当今红外成像光学系统应用广泛,根据需求,越来越多地采用双视场切换式红外光学系统.为了获得成像质量更好、轻量化的光学系统,引入了衍射光学元件进行光学系统设计,从而提高了镜头的成像质量,减少了光学元件的数量,减轻了系统质量.介绍了含有衍射光学元件的两档变倍光学系统的设计原理,设计了一个含有非球面且结构简单、装调容易的折-衍混合的两档变倍的红外光学系统,分别对长、短焦距位置进行了像差分析,该设计能够很好地满足实际工程的需要.设计结果表明采用衍射光学元件的红外光学系统能够有效地改善光学系统的像质,减小光学系统的体积.