[發明專利]望遠鏡成像系統和方法

有效

• 申請號: 201610577214.4
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN107644798B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 朱佩平;王研;黃萬霞;袁清習;張凱;何其利
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: H01J31/50
• 分類號: H01J31/50;G02B23/12
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 陳姍姍

本發明提供一種望遠鏡成像系統和方法，所述系統包括：過濾采集子系統、旋轉機構子系統和數據重建子系統。過濾采集子系統包括：準直柵，用于通過搖擺或旋轉對目標區域X射線源入射所述準直柵的X射線進行過濾，以形成平行于準直柵、直射準直柵底面的平行X射線束；探測器，與所述準直柵的底面連接，用于隨著準直柵逐步搖擺或旋轉，逐個角度采集平行X射線束的X射線源數據。旋轉機構子系統與過濾采集子系統相對固定連接，用于帶動過濾采集子系統搖擺和旋轉掃描目標區域。所述數據重建子系統與所述探測器通信連接，用于根據所述X射線源數據重建所述目標區域內的X射線源分布。本發明實現了對高能X射線間接成像，具有結構簡單、操作簡便等優點。

技術領域

本發明涉及天文學高能X射線成像技術領域，尤其涉及一種望遠鏡成像系統和方法。

背景技術

宇宙中存在著眾多發射高能X射線的天體，例如超新星爆發、中子星和黑洞雙星吸積系統、活動星系核、γ射線暴X射線余暉、宇宙X射線背景等，因而高能X射線望遠鏡是研究天體以及宇宙發展演化的一個不可或缺的手段。由于高能X射線的波長極短，傳統的基于折射、反射和衍射的光學望遠鏡難以應用到高能X射線波段。在低能X射線通常采用掠入射式的多層膜反射鏡進行聚焦成像，在高能X射線波段，多層膜反射鏡的效率隨著波長的減小而降低，難以高效地對高能X射線(20KeV以上)進行聚焦和成像。

為了在高能X射線波段進行有效的天文觀測，高能X射線波段非聚焦的間接成像望遠鏡得到了發展，通過對入射X射線的方向、強度信息進行調制，探測器的接收到的信號中同時包含了入射X射線的方向、強度信息。主要的調制方法有編碼孔徑方法和準直柵法。前者使用一塊編碼板調制從目標區域入射的X射線束，并使用與編碼板分開一定距離的一個二維陣列的探測器，探測不同方向入射的X射線束經過編碼后的光強。不同方向入射的X射線束通過編碼板在探測器上的投影不同，根據探測器采集到的光強，能夠重建出不同方向入射X射線的流強。編碼孔徑技術中的編碼板編碼技術復雜，對編碼板的角度分辨率和探測器的空間分辨率要求都高，且設備體積龐大。后者利用一個準直柵對目標區域進行掃描，探測器記錄到的光強隨著準直柵方向的變化而變化，通過這種光強變化能夠得到目標區域內X射線源位置和強度的信息。然而傳統的重建方法易出現偽像，有時相同的數據采用不同的算法和參數會得到不同的圖像，這時需要根據人工干預比較選取符合實際的圖像。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明提供一種用于對高能X射線間接成像的望遠鏡成像系統和方法。

本發明提供一種望遠鏡成像系統，包括過濾采集子系統、旋轉機構子系統和數據重建子系統。

所述過濾采集子系統包括：

準直柵，用于通過搖擺或旋轉對目標區域X射線源入射所述準直柵的X射線進行過濾，以形成平行于所述準直柵、直射所述準直柵底面的平行X射線束；

探測器，與所述準直柵的底面連接，用于隨著所述準直柵逐步搖擺或旋轉，逐個角度采集所述平行X射線束的X射線源數據；

所述旋轉機構子系統與所述過濾采集子系統相對固定連接，用于帶動所述過濾采集子系統搖擺或旋轉掃描所述目標區域；

所述數據重建子系統與所述探測器通信連接，用于根據所述X射線源數據重建所述目標區域內的X射線源分布。

相對應地，本發明提供一種使用上述望遠鏡成像系統的望遠鏡成像方法，包括：

旋轉機構子系統帶動過濾采集子系統搖擺或旋轉掃描目標區域；