[發(fā)明專利]一種多層嵌套X射線聚焦光學(xué)的裝調(diào)系統(tǒng)和裝調(diào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610898583.3
• 申請(qǐng)日: 2016-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106653138B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 強(qiáng)鵬飛;劉舵;李林森;劉哲;劉永安;盛立志;趙寶升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G21K1/06
• 分類號(hào): G21K1/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司61211
• 代理人: 陳廣民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于X射線光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多層嵌套X射線聚焦光學(xué)的裝調(diào)系統(tǒng)和裝調(diào)方法。

背景技術(shù)

X射線聚焦光學(xué)是一種利用X射線掠入射原理使入射X射線聚焦在一定面積上的X射線光學(xué)器件。X射線的聚焦與準(zhǔn)直一直以來(lái)是研究的難點(diǎn)，多年來(lái)各國(guó)學(xué)者采用了多種方法對(duì)X射線進(jìn)行聚焦與準(zhǔn)直，如毛細(xì)管透鏡、Wolter透鏡、復(fù)合折射透鏡以及波帶片等。不同的聚焦方法應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，在這些方法中，應(yīng)用于X射線空間觀測(cè)的Wolter透鏡在國(guó)內(nèi)的研究還屬于初步階段。

現(xiàn)有多層嵌套式X射線聚焦光學(xué)是基于Wolter透鏡原理，根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)與工藝上的簡(jiǎn)化，由Wolter透鏡的兩次反射簡(jiǎn)化為一次反射，由多片曲面反射鏡近似圓錐反射鏡，具體結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示：多層嵌套式X射線聚焦光學(xué)包括兩個(gè)平行設(shè)置的輪圈15、設(shè)置在輪圈上的輻條16、設(shè)置在兩個(gè)輪圈之間的多層鏡片以及用于連接兩個(gè)輪圈的中心桿14。每層鏡片由多片曲面玻璃鏡片5粘接而成，每片曲面玻璃鏡片靠近中心桿的側(cè)面都粘接有一根石墨條，石墨條的兩端粘接在輻條上。

由于X射線脈沖星導(dǎo)航與X射線空間通信的聚焦光學(xué)對(duì)成像、角分辨率等不作要求，只對(duì)透鏡的聚焦效率與有效面積提出需求，因此，采用單次反射的多層嵌套式設(shè)計(jì)可以帶來(lái)更高的聚焦效率、更輕的重量與更好的經(jīng)濟(jì)性。但是，在X射線聚焦光學(xué)研制過(guò)程中，其組裝工藝是最容易產(chǎn)生較大誤差的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)組裝方法主要以機(jī)械卡具來(lái)確定各層鏡片之間的的距離，其精度并不是十分理想。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免在裝配過(guò)程中使用機(jī)械模具對(duì)玻璃鏡片造成損傷，并且保證較高的裝配精度，本發(fā)明提供了一種多層嵌套X射線聚焦光學(xué)的裝調(diào)系統(tǒng)和裝調(diào)方法。

本發(fā)明的基本原理是：

本發(fā)明通過(guò)減少機(jī)械模具在X射線聚焦光學(xué)裝配過(guò)程中的應(yīng)用，通過(guò)接收屏接收觀察可見(jiàn)光經(jīng)聚焦光學(xué)鏡片反射后的光斑，利用可見(jiàn)光模擬X射線來(lái)完成聚焦光學(xué)調(diào)節(jié)工藝，將不可見(jiàn)的X射線光斑轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光光斑進(jìn)行觀察和測(cè)試，并通過(guò)調(diào)節(jié)主系統(tǒng)在安裝過(guò)程中對(duì)聚焦光學(xué)鏡片姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，最后完成聚焦光學(xué)中鏡片和石墨條的粘接。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種多層嵌套X射線聚焦光學(xué)的裝調(diào)系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)主系統(tǒng)，其特殊之處在于：

所述調(diào)節(jié)主系統(tǒng)包括裝配架、六維調(diào)節(jié)裝置、玻璃連接柱、三維調(diào)節(jié)裝置組、軸承、同心裝置和長(zhǎng)桿；所述六維調(diào)節(jié)裝置、玻璃連接柱和三維調(diào)節(jié)裝置組從上至下依次設(shè)置；裝調(diào)時(shí)，待裝調(diào)聚焦光學(xué)固定于玻璃連接柱和三維調(diào)節(jié)裝置組之間；

所述裝配架由豎直支撐架和水平調(diào)節(jié)架組成；所述水平調(diào)節(jié)架安裝在豎直支撐架的上端，且安裝高度可調(diào)；

所述六維調(diào)節(jié)裝置呈倒立方向安裝在水平調(diào)節(jié)架的下端；六維調(diào)節(jié)裝置可在X、Y、Z三個(gè)距離調(diào)節(jié)和α、β、γ三個(gè)角度調(diào)節(jié)，通過(guò)這六個(gè)維度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)待裝調(diào)聚焦光學(xué)的曲面玻璃鏡片的姿態(tài)；

所述玻璃連接柱的一端固定在六維調(diào)節(jié)裝置上，一端和待裝調(diào)聚焦光學(xué)的曲面玻璃鏡片粘接；

所述三維調(diào)節(jié)裝置組由兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的三維調(diào)節(jié)裝置組成，用于在X、Y、Z三個(gè)方向調(diào)節(jié)待裝調(diào)聚焦光學(xué)的整體姿態(tài)；

所述軸承有兩個(gè)，分別安裝在待裝調(diào)聚焦光學(xué)的中心桿的兩個(gè)端部；

所述同心裝置有兩個(gè)，分別安裝在所述軸承和待裝調(diào)聚焦光學(xué)的輪圈之間；

所述長(zhǎng)桿有兩根，其一端與所述軸承相連，另一端與三維調(diào)節(jié)裝置相連。

基于上述基本技術(shù)方案，本發(fā)明還作出如下優(yōu)化限定：

上述裝調(diào)系統(tǒng)還包括光源系統(tǒng)和接收屏；所述光源系統(tǒng)包括可見(jiàn)光光源和平行光管；所述平行光管、待裝調(diào)聚焦光學(xué)和接收屏共軸放置；所述接收屏與所述調(diào)節(jié)主系統(tǒng)之間的距離等于待裝調(diào)聚焦光學(xué)的焦距。

上述可見(jiàn)光光源產(chǎn)生波長(zhǎng)為550nm的綠光，經(jīng)平行光管轉(zhuǎn)換為出射角度小于10μrad的可見(jiàn)平行光束。

上述同心裝置為莫氏錐度圓錐。

上述玻璃連接柱的一端和待裝調(diào)聚焦光學(xué)的曲面玻璃鏡片采用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘接。

上述玻璃連接柱有3根，呈正三角形分布。

采用上述裝調(diào)系統(tǒng)裝調(diào)多層嵌套X射線聚焦光學(xué)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將調(diào)節(jié)主系統(tǒng)固定在光學(xué)平臺(tái)上；

2)調(diào)整使平行光管、待裝調(diào)聚焦光學(xué)和接收屏共軸；

3)在接收屏上標(biāo)定一點(diǎn)；

4)粘接曲面玻璃鏡片，具體方法為：

4.1)將最里層中最小的曲面玻璃鏡片用膠粘在玻璃連接柱上，鏡片的凸面與玻璃連接柱粘接；