Please wait a minute...
图/表 详细信息
空间X射线反射式聚焦系统的同步辐射表征技术
田纳玺, 谢佳男, 蒋晖, 杨宇
航空学报    2023, 44 (3): 527386-527386.   DOI: 10.7527/S1000-6893.2022.27386
摘要   (1507 HTML333 PDF(pc) (5215KB)(2542)  

针对脉冲星观测与计时导航等领域对空间X射线望远镜测试与标定的迫切需求,综述了目前国内外基于同步辐射和X射线自由电子激光光源发展的多种高精度的反射式聚焦系统的面形检测、系统标定和反射率计量测量技术。着重介绍了细光束、哈特曼波前传感器、光栅干涉、近场散斑等面形测试方法在不同尺度和面形的反射镜在线测量中的应用,阐明了其在工程应用中的优劣。介绍了同步辐射装置在空间X射线望远镜的在线成像和校准以及反射率计量上已开展的卓有成效工作。期望通过相关综述介绍,可以推广空间X射线望远镜反射元件广泛利用同步辐射等大科学装置进行性能表征实验,以此促进相关领域的进一步发展。国内同步辐射大科学装置的建立和蓬勃发展为大尺度空间X射线望远镜的在线检测、校准和光学性能表征提供了重要支撑。


检测技术细光束哈特曼波前传感器光栅干涉近场散斑
相干性要求适中
光学元件狭缝孔径阵列精密光栅二维砂纸
实验装置简单复杂复杂简单
采集模式扫描单次单次/扫描单次/扫描
数据处理一般相对快
测量精度(RMS)/nrad<25<25<10<5
检测对象斜率误差斜率误差斜率和曲率误差斜率和曲率误差
难点和缺陷分辨率低要求高准直光栅昂贵,相位解缠二维数据处理较慢
空间望远镜大量应用有应用暂无应用暂无应用
View table in article
表1 不同在线检测技术的比较
正文中引用本图/表的段落
综合上述2.1~2.4节描述的各种波前表征技术,通过表1来比较不同在线检测技术优缺点。从测量精度而言,细光束和哈特曼波前传感器法并不能获得比离线检测(<20 nrad)更好的角度测量精度,但对于空间X射线望远镜这样的大尺度反射镜系统而言,快速、灵活和稳定的在线检测是优先考虑的。正由于此,细光束和哈特曼波前传感器法已经在空间X射线的表征中得到了广泛的应用。光栅干涉和近场散斑技术目前还未见于空间X射线反射元件的在线表征,原因主要在于:① 这2种基于同步辐射的检测技术的发展相对于空间X射线元件的发展周期而言时间较短,主要的技术发展在于近10年,还未能及时应用;② 目前空间X射线元件的加工和装配精度还远未达到极限,对于较高测量精度的要求尚不迫切。不过随着未来主动式的望远镜系统的广泛应用,需要检测技术具备曲率误差或圆度误差的检测能力,这是目前使用的离线和在线检测技术所不能实现的,所以具备大曲率误差检测能力的光栅干涉和近场散斑技术将是未来此领域具有潜力的重要技术手段。而随着望远镜的反射镜加工要求日益提升,具备更高测量精度的在线技术也必将得到重视。
本文的其它图/表