[發明專利]X射線聚焦望遠鏡緊湊嵌套式平面正交型結構及設計方法

有效

• 申請號: 201710426532.5
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107132652B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 王占山;廖穎宇;沈正祥
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G02B23/06
• 分類號: G02B23/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

1.一種X射線聚焦望遠鏡緊湊嵌套式平面正交型結構的設定方法，其特征在于，所述平面正交型結構的入瞳為正方形，包括正交組合的前鏡和后鏡，所述前鏡和后鏡均由多個正方形的平面反射鏡呈一定傾角嵌套而成，每一層平面反射鏡分別將入射的平行光線聚焦到像面中心，所述前鏡和后鏡的平面反射鏡方向呈正交關系，所述前鏡與后鏡間具有一間距，所述前鏡和后鏡中，兩個平面反射鏡呈一定傾角對稱設置形成一反射鏡組，多層反射鏡組嵌套形成前鏡或后鏡；

所述設定方法包括以下步驟：

1)根據工程要求，獲得緊湊嵌套式平面正交型結構中前鏡和后鏡的初始結構參數，并計算前鏡和后鏡的設計結構參數，所述初始結構參數包括反射鏡厚度d、反射鏡軸向鏡長l、前鏡最外層外邊緣與光軸的距離Rout₁、后鏡最外層外邊緣與光軸的距離rout₁、前鏡外邊緣與像面的軸向距離z1以及前鏡和后鏡間的間距gap；

2)基于計算獲得的結構參數對所述緊湊嵌套式平面正交型結構進行性能模擬及可行性分析；

所述步驟1)中，通過以下公式依次計算前鏡的每一層反射鏡組的設計結構參數：

l＝z1-z2

tanθ*z1+b＝Rout

Rin＝tanθ*z2+b

其中，zf為前鏡中心距焦點的軸向距離，即前鏡焦距，z1和z2分別為前鏡外邊緣和內邊緣與像面的軸向距離，Rout為前鏡外邊緣與光軸的徑向距離，θ為最外層反射鏡的傾角，b為反射鏡在入射面內的直線方程的截距，l為反射鏡軸向鏡長，Rin為前鏡內邊緣與光軸的徑向距離；

通過以下公式依次計算后鏡的每一層反射鏡組的設計結構參數：

l＝z3-z4

tanθ*z3+b＝rout

rin＝tanθ*z4+b

其中，zr為后鏡中心距焦點的軸向距離，即后鏡焦距，z3和z4分別為后鏡外邊緣和內邊緣與像面的軸向距離，rout為后鏡外邊緣與光軸的徑向距離，rin為后鏡內邊緣與光軸的徑向距離；

前鏡和后鏡間的間距gap滿足公式：

gap＝z2-z3。

2.根據權利要求1所述的設定方法，其特征在于，所述步驟1)中，設計結構參數的計算從前鏡或后鏡的最外層開始。

3.根據權利要求1所述的設定方法，其特征在于，所述步驟1)中，前鏡或后鏡的相鄰所述反射鏡組的位置關系滿足不擋光條件，即

Rout_i+1＝Rin_i-d

rout_i+1＝rin_i-d

其中，i為嵌套層的序數，i由小到大，表示嵌套層由外向內，Rout_i+1為前鏡第i+1層的外邊緣與光軸的徑向距離，Rin_i為前鏡第i層的內邊緣與光軸的徑向距離，rout_i+1為后鏡第i+1層的外邊緣與光軸的徑向距離，rin_i為后鏡第i層的內邊緣與光軸的徑向距離，d為反射鏡厚度。

4.根據權利要求1所述的設定方法，其特征在于，所述前鏡的反射鏡軸向鏡長與后鏡的反射鏡軸向鏡長不相等。

5.根據權利要求1所述的設定方法，其特征在于，所述前鏡最外層的外邊緣與光軸的距離與后鏡最外層的外邊緣與光軸的距離不相等。