X射线望远镜
1.前言
x射线望远镜由聚光和成像反射镜以及在其焦平面上的二维检测器构成。x射钱望远镜观察达到波长0. lnm,入射角为0. 5度这里X射线望远镜的制作有两种方法,一个重视分辨率,另一个重视聚光性能,同时满足上述两者,可以说是今后最大的开发课题。利用多层膜反射镜制作也与光学望远镜同样的正入射型X射线望远镜。
本文仅对掠入射型和正入射型X射线望远镜的现状及其将来的情况加以叙述。
2. X射线望远镜光学系统
x射线望远镜主要用的是全反射掠入射型光学系统,而x射线反射率依赖于波长、入射角以及反射面的物质,关于全反射的入射角的极限和波长的关系如图1所示。 掠入射型光学系统已在图2中表示得很清楚,它是旋转抛物面和旋转双曲面内能使入射的X射线连续两次反射,在焦点处形成聚光和成像。由于轴外光的成像性能提高,这样即可缩短焦距,在入射角为0. 3~2度,焦距2~l0m范围内,进行设计。图3所示是在焦点处多配置几个反射镜,增加其有效面积。
3.掠入射型X射线望远镜
x射线望远镜的直径、焦距以及重量是根据人造卫星的规模来决定的,安装x射线天文卫星或者今后预定的掠入射型x射线望远镜列入表i。其中具有代表性的x射线望远镜,如图4所示。在其反射面镀上一层金。我们把上述掠入射X射线望远镜可分为三大特征:①重视非球面型,②重视聚光多层薄片型,③该性能虽然略有不足点,但可兼顾两者的特征,使之在非球面上形成多层薄片.
另外,在焦平面处安装上二维X射线检测器,其中主要包括摄像型正比汁数管或X射线CCD,在宽波长区域内可按照X射线图像来识别波长,X射线CCD具有更优越的位置和能量分辨率。
3.1_性能评价
X射线望远镜的性能是利用平行的X射线来测量分辨率和成像性能。
4.正入射型X射线望远镜
正入射型x射线望远镜与光学望远镜一样,当利用全反射望远镜时,仅限于测量大于30nm长波长,从图i可以看出多层膜反射镜大于3nm的波段,该波段能够满足布喇格衍射条件,其波长的界限为1/10,光学系统的聚光性和分辨率方面更优越,它可观察宽广的视野,美国人用多层膜反射镜、X射线望远镜都安装在火箭上观测太阳。波长为6. 3nm和17. 3nm旧本研究所研制用直径20~ 25cm的多层膜正入射型软X射线望远镜。
多层膜反射镜的X射线望远镜不仅应用正入射型,也可应用于掠入射型反射面,并随之可扩大波段和增大入射角,日本科学家在Pt/C多层膜的最外一层镀上Pt(100A)制成反射镜,它与单一膜的反射镜相比性能优越(图5)。另外应用多层膜制作反射镜可在0. 1 nm以下宽波段获得高反射率.由此希望能进一步提高掠入射型X射线望远镜的性能。
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