作者单位
摘要
1 沈阳理工大学理学院,辽宁 沈阳 110159
2 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室,北京 100049
3 哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
爱因斯坦探针卫星是一项针对时域天文学的任务,搭载的科学载荷后随X射线望远镜配备嵌套式镍镀金Wolter-I型X射线望远镜具有高灵敏度。角分辨是Wolter-I型X射线聚焦镜的重要性能指标,通常采用半能量直径表示。由于X射线聚焦镜在可见光与X射线下的光路相同,可以使用可见光代替X射线进行聚焦镜角分辨性能的检测,但也引入了可见光衍射的影响,为了说明此种影响,根据圆孔的夫琅禾费衍射理论,推导遮盖率极大的细圆环衍射分布公式,计算单层Wolter-I型镜片的可见光测试衍射影响。使用EP-FXT#18镜片在473 nm平行光条件下进行角分辨测试,可见光测试角分辨为32.02″±0.44″,推导计算可见光衍射影响为20.15″,从可见光测试结果中扣除衍射引入的误差影响后角分辨约为24.90″±1.61″,与中国科学院高能物理研究所在百米真空X射线下对镜片的测试结果25.10″+1.55″一致。
Wolter-I EP-FXT 衍射效应 X射线聚焦镜 可见光测试 
激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1926002
作者单位
摘要
1 哈尔滨理工大学 理学院,哈尔滨 150080
2 中国科学院高能物理研究所 粒子天体重点实验室,北京 100049
为了解Wolter-Ⅰ型X射线聚焦镜的有效面积在地面标定与在轨标定时的差异,并修正地面标定导致的聚焦镜有效面积偏差。对X射线天文卫星—爱因斯坦探针搭载的后随X射线望远镜有效面积进行两种标定工况的仿真分析,并在中国科学院高能物理研究所的百米X射线标定装置中进行有效面积的地面标定实验。结果表明:在X射线能量为1.49 keV时,地面标定的有效面积比在轨标定大2.7%;利用地面标定数据结合仿真,可对聚焦镜在轨标定有效面积进行预测,同时聚焦镜离轴有效面积随离轴角度变化明显。该研究方法可以对搭载Wolter-Ⅰ型聚焦镜的X射线天文卫星的有效面积标定提供数据参考。
X射线光学 X射线聚焦镜 X射线掠入射 爱因斯坦探针 Wolter-Ⅰ 有效面积 X-ray optics X-ray focusing mirror X-ray grazing incidence Einstein probe Wolter-Ⅰ Effective area 
光子学报
2023, 52(5): 0552217
作者单位
摘要
北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室, 北京 100875
X射线光源的焦斑尺寸和焦深对X射线光谱学, 尤其是对于微区X射线衍射与荧光分析等领域十分重要的参数。 如何高效而准确的表征这些参数对于X射线光源的应用和发展至关重要。 现有的光源参数表征方法, 尤其在表征微焦斑光源的参数时, 都存在自身的局限性。 锥形单玻璃管X射线聚焦镜是一种常用的X射线聚焦器件。 根据锥形单玻璃管X射线聚焦镜滤波特性和几何特点, 分析得到聚焦镜的聚焦光能量上限的大小受到光源焦斑尺寸的影响, 提出这个能量上限与光源尺寸和光源到聚焦镜入口的距离之间的数学关系。 设计了一种基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数的方法。 对锥形单玻璃管X射线聚焦镜的参数进行测量和确定后, 将聚焦镜放置要测量的光源前, 与光源形成聚焦光路。 在光路准直并确保只有在聚焦镜内发生单次全反射的X射线射出聚焦镜的情况下, 通过改变聚焦镜与光源焦斑距离并利用能谱探测系统来探测聚焦光并得到多个对应的聚焦光能谱。 对所得能谱进行计算与分析, 得到各能谱中的能量最大值, 即聚焦光的能量上限。 利用聚焦光能量上限、 光源焦斑尺寸和光源到聚焦镜的距离之间的关系并结合线性拟合法, 可同时得到光源焦斑尺寸和焦深。 选用制造商给出焦斑尺寸约60 μm, 焦深为20 mm的微焦斑钼靶光源作为测量对象, 利用基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征方法测量的结果为焦斑尺寸为60.1 μm, 焦深为19.7 mm。 用小孔成像法表征该光源焦斑尺寸为60.3 μm, 焦深为20.1 mm。 相较于现有的方法, 基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数方法对表征微焦斑光源有一定优势, 对表征高能X射线光源有潜在发展和利用价值。
X射线光源 焦斑尺寸 焦深 全反射 锥形单玻璃管X射线聚焦镜 X-raysource Focal spot size Focal depth Total reflection Tapered glass monocapillary X-ray condenser 
光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2812
作者单位
摘要
1 哈尔滨理工大学 理学院 黑龙江省量子调控重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 中国科学院 高能物理研究所 中国科学院粒子天体物理重点实验室, 北京 100049
为了深入研究Wolter-I型X射线聚焦镜片的光学性能, 掌握聚焦镜的对准和测试方法, 研究单层Wolter-I型X射线聚焦镜片性能。在中国科学院高能物理研究所(IHEP)百米真空X射线标定装置中对单层聚焦镜镜片的离焦、聚焦和离轴工况进行了实验测试。分析了焦距、焦斑分布、角分辨(50%能量所占区域HEW为17″和90%能量所占区域W90为44″)等光学性能参数。将得到的结果与德国马克斯普朗克地外物理研究所(MPE)PANTER X射线标定装置的实验数据对比, 性能参数基本相同, 得到的W90甚至优于MPE。实验结果验证了仿真计算结果, 为进一步开展像质研究提供了依据。通过实验掌握了聚焦镜的对准和测试方法, 未来该方法在X射线天文卫星载荷标定测试中将发挥巨大作用。
X射线光学 爱因斯坦探针 Wolter光学 X射线聚焦镜 X-ray optics Einstein probe Wolter optics x-ray focus mirror 
光学 精密工程
2019, 27(11): 2330
王亚冰 1,2,*朱玉 1,2孙天希 1,2孙学鹏 2[ ... ]张丰收 1,2
作者单位
摘要
1 北京师范大学 核科学与技术学院,北京 100875
2 北京市辐射中心,北京 100875
为了正确表征X射线光源参数,本文利用单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜,设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸和焦深的方法。该方法利用椭球单玻璃管X射线聚焦镜具有单次全反射成像能力的特点,对多个已知焦斑尺寸的多毛细管X光透镜模拟光源的焦斑成像尺寸和椭球聚焦镜的面形误差进行表征,从而确定光源焦斑尺寸和经过椭球聚焦镜后的焦斑成像尺寸以及椭球聚焦镜的面型误差之间的通用数学关系。然后,通过分析待测光源焦斑经过椭球聚焦镜所成像的尺寸来得到被测量光源的焦斑尺寸。利用该法也同样可以得到光源焦深的大小。为了验证设计方法的可行性,测量了实验室微焦斑X射线光源的焦斑和焦深参数。测试显示: 对于焦斑直径约为50 μm、焦深约为20 mm的光源,文中方法得到的算术平均值标准偏差分别为1.5 μm和0.7 mm。结果表明: 本文设计的光源参数表征方法可以实现对微焦斑源焦斑尺寸和焦深的同时测量,在X射线源的研制和应用领域具有潜在应用。
单次全反射椭球单玻璃管 X射线聚焦镜 X射线光源 焦斑尺寸 焦深 single-bounce ellipsoidal monocapillary X-ray cond X-ray sources focal spot size and focal depth of X-ray source 
光学 精密工程
2017, 25(11): 2872

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