eXTP望远镜用W/Si多层膜

针对增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)项目中嵌套式聚焦成像望远镜对柱面镜片上W/Si多层膜的要求,在掠入射角为0.5°,工作波段为1~30keV条件下,设计了非周期W/Si多层膜并优化了薄膜制备工艺。首先,利用分隔板和掩模板对溅射粒子进行准直,同时优化了本底真空度和溅射工作气压,提升了薄膜的成膜质量;然后,通过调整分隔板间距和公转速率提升了在柱面基底上薄膜的沉积均匀性;最后,利用幂指数算法设计了非周期多层膜,并在北京同步辐射光源上进行了多能点反射率测试,得到了与理论设计基本吻合的测试结果。基于优化的制备工艺制备了周期数为80,周期为3.8nm和W膜层厚度占比为0.47的W/Si周期多层膜,其界面粗糙度仅为0.29nm,柱面镜薄膜厚度误差可控制在3%以内,基本满足了eXTP项目中嵌套式掠入射望远镜镜片用多层膜对于成膜质量、沉积厚度均匀性和能谱响应宽度的需求。     

X射线聚焦望远镜镜片黏接装配的数值模拟和分析

对采用圆锥嵌套Wolter-I型结构的X射线聚焦望远镜在装配过程中产生的面形偏差进行了模拟和分析。首先,利用ANSYS有限元软件建立二维模型。然后,以实际装配步骤和夹具为加载和边界条件,通过分析不同半径镜片的装配过程,得到了面形偏差与三根压条的载荷关系曲线,由此优选出了不同半径镜片对应的最佳装配载荷。分析显示:除对应的最大面形偏差外,优选出的装配载荷均可控制在0.1μm以内,满足装配精度要求,而且对应装配载荷下玻璃镜片的最大Mises应力也均小于玻璃的强度极限,不会在装配过程中失效。此外,建立了三维分析模型并与二维简化模型分析结果进行了比较。结果显示:计算偏差主要集中在镜片的前、后两端约5mm范围内,最大偏差为2.3μm;镜片中段两种模型的计算偏差小于0.03μm,表明提出的二维简化模型可以用于玻璃镜片装配的快速面形偏差分析和载荷确定。文中对镜片装配过程的分析可为提高装配精度提供理论依据。     

非线性系统的故障诊断技术

文中对非线性系统的故障诊断方面问题给予了归纳总结,指出了基于数学模型方法,基于信号处理方法和基于知识的方法在实现非线性系统故障诊断的基本思想,并进一步指出了各各非线性系统故障诊断方法及可能的发展方向。     

基于菲涅尔双棱镜的在轨小角度测量方法

利用菲涅尔双棱镜反射测量三维小角度的方法是一种利用成一定夹角的两面反射镜代替单块平面反射镜的改进型自准直测量方法,通过建立反射光斑位移与反射镜旋转角度的数学关系,求解获得空间三维角度变化。但是在传统菲涅尔双棱镜测角方法的建模中,物体的空间角偏转状态由一个固定顺序的动态转角过程给定,其建模方式求解结果不唯一,且转角表达不直接。针对用于在轨三维小角度测量的菲涅尔双棱镜测角法,提出了一种新的建模方式,构建了初始状态与最终状态的空间角度变化的数学关系,该模型不受转角顺序的影响,其求解结果具有唯一性,且对于三维角度偏转表达更为直接、客观,同时使得菲涅尔双棱镜三维测角法适用于更大的测角范围。最后,通过仿真计算验证了这种建模方式的正确性。     

浅谈煤矿机械润滑中的水润滑技术

对于机械设备来讲,润滑工作非常重要,良好的润滑可以确保设备处于良好的工作状态,延长设备使用寿命。文章对水润滑技术在煤矿机械设备中的应用进行了介绍,分析了与传统润滑技术相比,水润滑技术的优势所在。最后,文章对水润滑摩擦副材料的选择进行了简要地探讨。     

一种不受波速影响的T型输电线路故障定位方法

为了解决行波波速的不确定性对故障定位影响的问题,针对T型输电线路,提出一种不受波速影响的故障定位方法。该方法主要包含两个部分:故障支路判断矩阵的建立和故障点的精确定位。首先,根据故障初始行波到达时刻建立一种新的故障支路判断矩阵,利用该矩阵的元素特征实现故障支路的判断,同时该矩阵不包含行波波速的任何信息;其次,在双端行波故障定位原理的基础上推导出一种与波速无关的故障点定位方法。理论推导表明,该方法两部分均不受行波波速的影响。仿真结果表明,所提方法能够准确检测到故障初始行波到达测量点的时刻,进而确定故障支路,并精确定位故障点。该方法消除了行波波速对故障定位的影响,同时,定位精度不受故障类型和过渡电阻的影响。     

锗亚波长周期薄膜的光谱特性(英文)

宽带反射器和带通滤光片可以利用厚度固定为3.20μm的锗亚波长周期薄膜实现。强折射率调制的锗亚波长周期薄膜使得泄漏模共振的带宽增大,因此泄漏模共振TE11、TE21和TE30能够发生相互作用。通过改变光栅深度,可以在波长λ=10.60μm附近形成高反射宽带和透射带。利用泄漏模共振TE11、TE21和TE30之间的叠加产生增强反射效应,从而形成具有高反射率的反射宽带。利用这些泄漏模共振边缘的叠加产生共振增强透射效应,从而获得具有高透射率的透射带。在这两种情况下分别研究了光栅的未刻蚀和过刻蚀效应,结果表明,为了获得良好的光谱性能,刻蚀过程中应该避免过刻蚀情况。     

Wolter-I型X射线天文望远镜的光学设计

针对国内硬X射线天文观测的需求,研究了1~30 keV能段圆锥嵌套Wolter-I型X射线天文望远镜的光学设计,推导了嵌套层之间的结构递推关系,给出了合理的望远镜初始结构。在最内层和最外层之间,设计了6组W/B4C宽带非周期多层膜,模拟得到系统的有效集光面积和分辨力。理论有效集光面积达到127 cm2(在2 keV处)和71 cm2(在30 keV处),系统角分辨力约10″。系统实际成像质量还受到公差的影响,引起像质下降的公差主要有辐条位置公差、镜面位置公差和镜面面形公差。目前演示实验方便改善的公差是辐条位置公差,给出了此公差的计算方法并对系统进行光线追迹,得到了成像点列图和分辨力改变情况。辐条位置公差从±15 μm缩小到±3 μm后,系统分辨力由1′提高到13″。     

宽响应高灵敏度软X射线单光子计数探测器

本文阐述了不同类型的软X射线探测器的机理及近期发展,总结了以往的工作,针对当前软X射线研究的迫切需要,提出了用CsI光电阴极做为转换材料、道电子倍增器做为电子倍增元件的宽响应,单光子计数探测器。