X射線Schmidt物鏡及基于X射線Schmidt物鏡的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及X射線成像系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種X射線Schmidt物鏡及基于X射線Schmidt物鏡的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]Schmidt型X射線聚焦光學(xué)系統(tǒng)由一系列平面反射鏡堆疊而成。單組鏡片組能夠?qū)崿F(xiàn)一維聚焦，聚焦并不是完美的，焦斑有一定的尺寸，但是可以實現(xiàn)非常大的視場，理論上能夠到231立體角，理論分辨率能夠達(dá)到角分量級。兩組鏡片組依次正交放置，就變成一個二維聚焦的裝置，能夠在適當(dāng)分辨率的情況下，實現(xiàn)較大視場。Schmidt型X射線聚焦光學(xué)系統(tǒng)，成像基于龍蝦眼成像機(jī)理，龍蝦的眼睛由大量分布在球面上的方形反射通道構(gòu)成。而Schmidt型X射線聚焦光學(xué)系統(tǒng)，將龍蝦眼的方形反射通道分離為前后錯開的子午與弧矢方向的鏡片組。Schmidt結(jié)構(gòu)適合于大型、高集光面積的系統(tǒng)，適合應(yīng)用于天文觀測、背散射安檢領(lǐng)域。
[0003]Schmidt型X射線聚焦光學(xué)系統(tǒng)，所采用的兩組鏡片組相互正交且相互錯開，兩組鏡片組的像平面并不在同一平面上，從而導(dǎo)致子午與弧矢方向的分辨率互為反比關(guān)系，難以兼顧。另外，如公開號為CN102200640B的專利中，采用的鏡片固定結(jié)構(gòu)為具有方形凹槽系列的長條形金屬桿，一片矩形鏡片在四個邊角處由四條長條型金屬桿支撐。由于涉及X射線掠入射光學(xué)系統(tǒng)，鏡片之間的間隔小于毫米量級，因此該結(jié)構(gòu)所帶來的裝調(diào)誤差不可避免，鏡片的不平行會對最終成像帶來影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種X射線Schmidt物鏡及基于X射線Schmidt物鏡的光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明的X射線Schmidt物鏡能夠克服傳統(tǒng)Schmi dt物鏡子午與弧矢方向的成像質(zhì)量存在差異的問題，從而提高物鏡的分辨率。同時，采用新型的鏡片固定方式，最大限度的降低了鏡片的裝配誤差，保證了鏡片的裝配精度，從而提高物鏡的分辨率。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種X射線Schmidt物鏡，包括彼此分離且正交的第一物鏡組、第二物鏡組及第三物鏡組，第二物鏡組位于第一物鏡組與第三物鏡組之間；
[0007]第一物鏡組與第三物鏡組內(nèi)的鏡片均橫向設(shè)置，第三物鏡組與第一物鏡組的鏡片數(shù)相同，且對應(yīng)鏡片共面;第二物鏡組內(nèi)的鏡片縱向設(shè)置，第一物鏡組與第三物鏡組內(nèi)的鏡片長度相等，均為第二物鏡組內(nèi)鏡片長度的一半；
[0008]第一物鏡組的鏡片前后端分別均勻的分布在以O(shè)1O/為軸的兩個圓柱面上;第二物鏡組的鏡片前后端分別均勻的分布在以O(shè)2O/為軸的兩個圓柱面上；
[0009]其中O1O/為弧矢面上的一橫軸，02(V為子午面上的一縱軸，且軸O1O/與軸02(V相互正交位于同一面上，軸O1O/與軸O2O/的交點與第一物鏡組、第二物鏡組及第三物鏡組的中心位于垂直于軸O1/與軸所在平面的同一軸線上。
[0010]前端是指X射線Schmidt物鏡使用時靠近像平面的一端，后端是指X射線Schmidt物鏡使用時靠近物平面的一端。
[0011]第一物鏡組、第二物鏡組及第三物鏡組內(nèi)的鏡片均為D263超光滑玻璃鏡片，表面粗糙度達(dá)到?0.3nm。
[0012]每個物鏡組均包括兩個平行間隔設(shè)置的半框形卡槽，每個物鏡組內(nèi)的鏡片分別安裝在2半框形卡槽之間。
[0013]所述的半框形卡槽相對的兩個內(nèi)側(cè)面上等間距設(shè)置有用于放置鏡片的狹槽，且半框形卡槽相對的兩個內(nèi)側(cè)面上的狹槽相對稱。
[0014]半框形卡槽上的狹槽，其下端面的高度均以半框形卡槽的底面為基準(zhǔn)，半框形卡槽上的狹槽寬度等于對應(yīng)鏡片的厚度與鏡片傾斜帶來的增量之和;相鄰兩個鏡片之間的夾角由半框形卡槽上的狹槽下端面的空間位置決定。
[0015]在半框形卡槽上的狹槽內(nèi)放置鏡片后注入環(huán)氧樹脂填補鏡片與狹槽間的間隙，經(jīng)過固化后，鏡片與半框形卡槽完全粘合。
[0016]本發(fā)明中，所述的半框形卡槽的材質(zhì)為鋁合金，狹槽是采用線切割的方式切割而成的。
[0017]第一物鏡組與第三物鏡組內(nèi)的兩個半框形卡槽的上下兩端分別與頂板及底板固定連接，第二物鏡組內(nèi)的兩個半框形卡槽的兩側(cè)面分別與頂板及底板連接，所述的底板平面度達(dá)到0.005_。
[0018]在第一物鏡組的入瞳處設(shè)置有入瞳處光闌，所述的入瞳處光闌內(nèi)貼鉛板，所述的入瞳處光闌上具有與第一物鏡組入瞳口徑相同的方形通光口；在第三物鏡組出瞳處設(shè)置有出瞳處光闌，所述的出瞳處光闌內(nèi)貼鉛板，所述的出瞳處光闌上具有與第三物鏡組出瞳口徑相同的方形通光口。
[0019]所述X射線Schmidt物鏡的子午與弧矢方向的視場角相等;通過增加鏡片的數(shù)量以及減小排布鏡片的圓柱面的半徑，能夠增加該物鏡的視場，子午與弧矢方向的視場相互獨立。
[0020]第一物鏡組、第二物鏡組及第三物鏡組均固定在同一塊固定底板上。
[0021]—種基于X射線Schmidt物鏡的光學(xué)系統(tǒng)，是將所述的X射線Schmidt物鏡放置在物平面與像平面之間。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將傳統(tǒng)Schmidt物鏡兩組鏡片組進(jìn)行分離，采用三組彼此分離且正交的鏡片組，形成三物鏡結(jié)構(gòu)的新型X射線Schmidt物鏡。新型X射線Schmidt物鏡能夠克服傳統(tǒng)Schmidt物鏡子午與弧矢方向的成像質(zhì)量存在差異的問題，從而提高物鏡的分辨率。同時，采用新型的鏡片固定方式，最大限度的降低了鏡片的裝配誤差，保證了鏡片的裝配精度，從而提高物鏡的分辨率。
[0023]具體而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0024]1、結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，易于裝配。
[0025]2、由于半框形卡槽對稱的狹槽具有共同的基準(zhǔn)面，具有更高的裝配精度。
[0026]3、子午與弧矢方向的成像質(zhì)量接近，具有更高的分辨率。
【附圖說明】
[0027]圖1為X射線Schmidt物鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為X射線Schmidt物鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為第一物鏡組與第三物鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為第二物鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖5為半框形卡槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為圖5中A處放大結(jié)構(gòu)不意圖；
[0033]圖7為安裝光闌的X射線Schmidt物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖中:I為第一物鏡組，2為第二物鏡組，3為第三物鏡組，4為物平面，5為物平面單元格，6為像平面，7為像平面單元格，8為像平面成像有效區(qū)域，9為固定底板，10為入瞳處光闌，11為出瞳處光闌，12為鏡片，13為半框形卡槽，131為狹槽，14為底板，15為頂板。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036]實施例
[0037]如圖1、2、3、4，一種X射線Schmidt物鏡，包括彼此分離且正交的第一物鏡組1、第二物鏡組2及第三物鏡組3，第二物鏡組2位于第一物鏡組I與第三物鏡組3之間；第一物鏡組I與第三物鏡組3內(nèi)的鏡片12均橫向設(shè)置，第三物鏡組3與第一物鏡組I的鏡片12數(shù)相同，且對應(yīng)鏡片12共面;第二物鏡組2內(nèi)的鏡片12縱向設(shè)置，第一物鏡組I與第三物鏡組3內(nèi)的鏡片12長度相等，均為第二物鏡組2內(nèi)鏡片12長度的一半;第一物鏡組I的鏡片12前后端分別均勻的分布在以O(shè)1O/為軸的兩個圓柱面上;第二物鏡組2的鏡片12前后端分別均勻的分布在以O(shè)2O/為軸的兩個圓柱面上;其中O1O/為弧矢面上