[发明专利]Angel型龙虾眼X射线聚焦光学器件及其制备、检测方法

说明书

本发明提供一种Angel型龙虾眼X射线聚焦光学器件及其制备、检测方法，包括：(1)选择方形芯料棒和皮料管并进行拉制，形成方形复丝，其中：一次拉制形成方形单丝，二次拉制形成方形复丝；(2)将复丝排屏后形成复丝屏段，再将复丝屏段进行高温熔压成型，形成方形屏段，再经过冷加工将其切片；(3)腐蚀掉通道内部芯料得到中间产品平面型微孔光学器件；(4)通过球面成型处理，使得平面型微孔光学器件的通道指向球心；(5)在通道的方孔内壁原子沉积金属反射膜，并在球面表面镀制遮光膜。本发明通过方孔阵列制造技术和X射线检测相结合，进而实现对Angel型龙虾眼光学器件的研制工序的检测和指导，进而制造处高聚焦和成像性能的Angel龙虾眼X射线光学器件。

技术领域

本发明涉及X射线聚焦光学系统制造领域，尤其是涉及一种Angel型龙虾眼X射线聚焦光学器件的制备方法与检测方法。

背景技术

根据龙虾眼结构，1979年首次提出基于正方形阵列结构来研制龙虾眼型X射线天文望远镜。虽然龙虾眼X射线光学系统很早就被提出，但受制于当时的工艺水平，始终无法取得突破性的进展，直到20世纪90年代，随着刻蚀技术和微加工技术的发展，哥伦比亚大学、墨尔本大学、莱斯特大学、捷克天文等研究机构才逐渐研制出龙虾眼X射线方孔光学器件并开始相关的实验研究。

LE系统关键技术在于龙虾眼方孔(Micro Channel Optic，简记为MPO)光学器件的研制。近年来针对龙虾眼镜头宽视场、轻小型的需求，国际上很多研究机构做了大量的研究和尝试，提出了很多新型方孔阵列制造工艺和方法，其中包括X射线光刻技术、半导体电化学腐蚀技术、磁流体抛光技术以及硅片集成技术等等。然而这些新型MPO镜头仍存在诸多不足之处，例如X射线光刻技术的通道内壁粗糙度难以保证；半导体电化学腐蚀技术尚未解决热弯成球面等难题；磁流体抛光技术工艺十分繁琐且孔径长度受到限制；硅片集成技术装配极其复杂等等。鉴于这些困难，MPO光学器件的结构和性能仍未取得较大改善，目前MPO聚焦性能的提升依然是基于微通道板(Micro Channel Plate,简记为MCP)方孔阵列制造工艺进行改善。

MPO内部分布着上百万量级的长宽比大于50：1的微米级别方形通道，不可能使用传统方法对每一个方形微结构进行质量检测，并且常规的光学检测容易产生干涉和衍射想象，无法对MPO光学器件做出准确的评价。受限于上述技术难点，目前尚无一套成熟的研制和测试工序，可以出制造高聚焦和成像性能的Angel龙虾眼光学器件。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种Angel型龙虾眼X射线聚焦光学器件的制备方法，通过方孔阵列制造技术和X射线检测相结合，进而实现对Angel 型龙虾眼光学器件的研制工序的检测和指导，进而制造处高聚焦和成像性能的Angel龙虾眼 X射线光学器件。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种Angel型龙虾眼X射线聚焦光学器件的制备方法，包括：

(1)选择方形芯料棒和皮料管并进行拉制，形成方形复丝，其中：一次拉制形成方形单丝，二次拉制形成方形复丝；

(2)将复丝排屏后形成复丝屏段，再将复丝屏段进行高温熔压成型，形成方形屏段，再经过冷加工将其切片；

(3)腐蚀掉通道内部芯料得到中间产品平面型微孔光学器件；

(4)通过球面成型处理，使得平面型微孔光学器件的通道指向球心；

(5)在通道的方孔内壁原子沉积金属反射膜，并在球面表面镀制遮光膜。

优选地，所述皮料管材料的软化点为500℃～600℃，方形芯料棒材料的软化点为600℃～ 700℃。。