[发明专利]X射线聚焦望远镜紧凑嵌套式平面正交型结构及设计方法

摘要

本发明涉及一种X射线聚焦望远镜紧凑嵌套式平面正交型结构及设计方法，所述结构的入瞳为正方形，包括正交组合的前镜和后镜，所述前镜和后镜均由多个正方形的平面反射镜呈一定倾角嵌套而成，每一层平面反射镜分别将入射的平行光线聚焦到像面中心，所述前镜和后镜的平面反射镜方向呈正交关系，所述前镜与后镜间具有一间距；所述设计方法包括：根据工程要求，获得紧凑嵌套式平面正交型结构中前镜和后镜的初始结构参数，并计算前镜和后镜的设计结构参数；对所述紧凑嵌套式平面正交型结构进行性能模拟及可行性分析。与现有技术相比，本发明具有可观的系统分辨率和集光效率，能够大大降低聚焦望远镜聚焦模块的制作难度和制作成本。

主权项

1.一种X射线聚焦望远镜紧凑嵌套式平面正交型结构的设定方法，其特征在于，所述平面正交型结构的入瞳为正方形，包括正交组合的前镜和后镜，所述前镜和后镜均由多个正方形的平面反射镜呈一定倾角嵌套而成，每一层平面反射镜分别将入射的平行光线聚焦到像面中心，所述前镜和后镜的平面反射镜方向呈正交关系，所述前镜与后镜间具有一间距，所述前镜和后镜中，两个平面反射镜呈一定倾角对称设置形成一反射镜组，多层反射镜组嵌套形成前镜或后镜；所述设定方法包括以下步骤：1)根据工程要求，获得紧凑嵌套式平面正交型结构中前镜和后镜的初始结构参数，并计算前镜和后镜的设计结构参数，所述初始结构参数包括反射镜厚度d、反射镜轴向镜长l、前镜最外层外边缘与光轴的距离Rout₁、后镜最外层外边缘与光轴的距离rout₁、前镜外边缘与像面的轴向距离z1以及前镜和后镜间的间距gap；2)基于计算获得的结构参数对所述紧凑嵌套式平面正交型结构进行性能模拟及可行性分析；所述步骤1)中，通过以下公式依次计算前镜的每一层反射镜组的设计结构参数：l＝z1‑z2tanθ*z1+b＝RoutRin＝tanθ*z2+b其中，zf为前镜中心距焦点的轴向距离，即前镜焦距，z1和z2分别为前镜外边缘和内边缘与像面的轴向距离，Rout为前镜外边缘与光轴的径向距离，θ为最外层反射镜的倾角，b为反射镜在入射面内的直线方程的截距，l为反射镜轴向镜长，Rin为前镜内边缘与光轴的径向距离；通过以下公式依次计算后镜的每一层反射镜组的设计结构参数：l＝z3‑z4tanθ*z3+b＝routrin＝tanθ*z4+b其中，zr为后镜中心距焦点的轴向距离，即后镜焦距，z3和z4分别为后镜外边缘和内边缘与像面的轴向距离，rout为后镜外边缘与光轴的径向距离，rin为后镜内边缘与光轴的径向距离；前镜和后镜间的间距gap满足公式：gap＝z2‑z3。