[发明专利]望远镜成像系统和方法

说明书

本发明提供一种望远镜成像系统和方法，所述系统包括：过滤采集子系统、旋转机构子系统和数据重建子系统。过滤采集子系统包括：准直栅，用于通过摇摆或旋转对目标区域X射线源入射所述准直栅的X射线进行过滤，以形成平行于准直栅、直射准直栅底面的平行X射线束；探测器，与所述准直栅的底面连接，用于随着准直栅逐步摇摆或旋转，逐个角度采集平行X射线束的X射线源数据。旋转机构子系统与过滤采集子系统相对固定连接，用于带动过滤采集子系统摇摆和旋转扫描目标区域。所述数据重建子系统与所述探测器通信连接，用于根据所述X射线源数据重建所述目标区域内的X射线源分布。本发明实现了对高能X射线间接成像，具有结构简单、操作简便等优点。

技术领域

本发明涉及天文学高能X射线成像技术领域，尤其涉及一种望远镜成像系统和方法。

背景技术

宇宙中存在着众多发射高能X射线的天体，例如超新星爆发、中子星和黑洞双星吸积系统、活动星系核、γ射线暴X射线余晖、宇宙X射线背景等，因而高能X射线望远镜是研究天体以及宇宙发展演化的一个不可或缺的手段。由于高能X射线的波长极短，传统的基于折射、反射和衍射的光学望远镜难以应用到高能X射线波段。在低能X射线通常采用掠入射式的多层膜反射镜进行聚焦成像，在高能X射线波段，多层膜反射镜的效率随着波长的减小而降低，难以高效地对高能X射线(20KeV以上)进行聚焦和成像。

为了在高能X射线波段进行有效的天文观测，高能X射线波段非聚焦的间接成像望远镜得到了发展，通过对入射X射线的方向、强度信息进行调制，探测器的接收到的信号中同时包含了入射X射线的方向、强度信息。主要的调制方法有编码孔径方法和准直栅法。前者使用一块编码板调制从目标区域入射的X射线束，并使用与编码板分开一定距离的一个二维阵列的探测器，探测不同方向入射的X射线束经过编码后的光强。不同方向入射的X射线束通过编码板在探测器上的投影不同，根据探测器采集到的光强，能够重建出不同方向入射X射线的流强。编码孔径技术中的编码板编码技术复杂，对编码板的角度分辨率和探测器的空间分辨率要求都高，且设备体积庞大。后者利用一个准直栅对目标区域进行扫描，探测器记录到的光强随着准直栅方向的变化而变化，通过这种光强变化能够得到目标区域内X射线源位置和强度的信息。然而传统的重建方法易出现伪像，有时相同的数据采用不同的算法和参数会得到不同的图像，这时需要根据人工干预比较选取符合实际的图像。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种用于对高能X射线间接成像的望远镜成像系统和方法。

本发明提供一种望远镜成像系统，包括过滤采集子系统、旋转机构子系统和数据重建子系统。

所述过滤采集子系统包括：

准直栅，用于通过摇摆或旋转对目标区域X射线源入射所述准直栅的X射线进行过滤，以形成平行于所述准直栅、直射所述准直栅底面的平行X射线束；

探测器，与所述准直栅的底面连接，用于随着所述准直栅逐步摇摆或旋转，逐个角度采集所述平行X射线束的X射线源数据；

所述旋转机构子系统与所述过滤采集子系统相对固定连接，用于带动所述过滤采集子系统摇摆或旋转扫描所述目标区域；

所述数据重建子系统与所述探测器通信连接，用于根据所述X射线源数据重建所述目标区域内的X射线源分布。

相对应地，本发明提供一种使用上述望远镜成像系统的望远镜成像方法，包括：

旋转机构子系统带动过滤采集子系统摇摆或旋转扫描目标区域；