[发明专利]一种多通道正入射成像系统及其装调方法

说明书

技术领域

本发明涉及极紫外成像领域，尤其是涉及一种多通道正入射成像系统及其装调方法。

背景技术

多通道的正入射极紫外成像系统可以对一个物体成多幅图像，采用分幅相机作为探测器，可以同时实现二维空间和时间分辨成像；在每个通道的光学元件上镀制不同材料和参数的多层膜，还可以使每个通道工作在不同的能点或波长，并且可以通过修改薄膜的参数来控制光学元件对特定波长光的反射率和带宽。该成像系统适合应用在等离子体诊断领域，例如强激光装置和Z-pinch装置等。系统的以上特性可以获得等离子体在特定能点的二维空间分布图像，并能够反映出等离子体随时间的演化过程，是一种有效的诊断设备。

针对该成像系统，物镜的装调是设备成功应用的关键。由于多通道的正入射成像系统的复杂性和精密性，目前对于单通道正入射成像系统的检测方法不适用于多通道正入射成像系统。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种多通道正入射成像系统及其装调方法。多通道成像系统可以实现二维空间和时间分辨，并具有较高的光谱分辨能力，是等离子体诊断的关键设备之一。

一种多通道正入射成像系统，该系统包括一块副镜和多块主镜，所述的主镜均设在一个圆周上，所述的副镜位于该圆周的轴线上，每一块主镜分别和副镜共同组成一个通道，每个通道对同一个物体形成一幅图像，所有的通道同时对一个物体形成与主镜块数相同的多幅图像。

所述的多块主镜相对于主镜所处的圆周的轴线对称分布。

所述的副镜的曲率中心位于主镜所处的圆周的轴线上，所述的副镜开设有中心孔。

每个通道的焦距由主镜和副镜沿着轴向的距离决定，并且多个通道的焦距相同。

所述的主镜的个数为4个或8个。

对于多通道成像系统，物镜的装调是设备成功应用的关键。副镜的曲率中心位于对称轴上；主镜的偏移或旋转决定了图像之间的相互位置；主镜和副镜沿着对称轴的间距决定了每个通道的焦距，由于采用的探测器像面为平面，这就要求每个通道具有相同的焦距。

一种多通道正入射成像系统的装调方法，该装调方法包括以下步骤：

(1)采用自准直定心法调整副镜，调整副镜的曲率中心位于主镜所处的圆周的轴线上；

(2)通过检测多幅图像之间的相互位置来调节主镜的倾角；

(3)采用激光干涉仪结合光栅尺调整每个主镜和副镜在轴向间距相等。

步骤(1)所述的采用自准直定心法调整副镜，调整副镜的曲率中心位于主镜所处的圆周的轴线上的具体方法如下：

将副镜固定在气浮转台上，将辅助透镜设在副镜的正上方，自准直仪设在辅助透镜的上方，以气浮转台的转轴作为基准轴，主镜所处圆周的轴线与气浮转台的转轴重合，辅助透镜的曲率半径、材料折射率和中心厚度为已知量，自准直仪发出的发散光束由辅助透镜会聚到副镜凸面的曲率中心，辅助透镜的直径大于副镜中心孔的直径，这样，光束就可以从副镜的凸面反射回自准直仪。

在副镜装调过程中，需要测量副镜凸面曲率中心相对于转轴的偏差，并将其校正到转轴上。自准直仪发出的十字叉丝经副镜凸面自准返回后做画圆运动，根据画圆直径和辅助透镜的曲率半径、折射率和中心厚度计算得出副镜凸面中心偏，根据测得的副镜凸面中心偏数值对副镜进行位置调节，直到测得的副镜凸面中心偏在允许的范围内，即完成对副镜的装调。

步骤(2)所述的通过检测多幅图像之间的相互位置来调节主镜的倾角的具体方法如下：

将激光器设在主镜所处圆周的轴线上，在激光器与副镜之间设置带有中心孔的物点标识板，将带有中心孔和图像位置标识孔的图像位置标识板设在像面上，物点标识板与图像位置标识板的中心孔均位于轴线上；

利用激光代替普通的光源，激光会聚在系统的物点位置，经过多通道系统后在像面产生多个激光亮斑，利用物点标识板的中心孔定位激光器发出的光，观察激光经过系统后产生的聚焦亮斑是否和图像位置标识板上的图像位置标识孔重合，如果有偏差，则分别调节主镜的倾角，直到聚焦亮斑均与图像位置标识板上的图像位置标识孔重合，则完成了主镜的位置调整。

步骤(3)所述的采用激光干涉仪结合光栅尺调整每个主镜和副镜在轴向间距相等的具体方法如下：

将激光干涉仪设在主镜所处圆周的轴线上，在激光干涉仪与副镜之间设置带有中心孔的物点标识板，将带有中心孔和图像位置标识孔的图像位置标识板设在主镜后面的轴线上，将凹面反射镜设在图像位置标识孔的后方，所述的凹面反射镜固定在一个带有滑块的光栅尺上；