X射线天文望远镜的进展

综述了近年来X射线天文望远镜(如准直型望远镜、编码孔径望远镜、正入射周期多层膜望远镜、掠入射单层膜望远镜和掠入射非周期多层膜望远镜以及新型的“龙虾眼”型望远镜)的发展;阐述了各种X射线天文望远镜工作的原理和成像特点,指出各种X射线天文望远镜之间的性能是相互补充的;简要说明了国内近年来在X射线天文望远镜研究方面取得的进展,并展望了下一步工作.     

基于非周期多层膜的X射线成像研究

设计了惯性约束聚变（ICF）诊断实验用X射线Kirkpatrick-Baez（KB）显微镜,给出了系统的结构参量.使用ZEMAX光学软件对KB型显微镜进行了性能模拟,结果表明：在8 keV能点,放大率为8倍时,轴上点的最佳空间分辨率小于2 μm,200微米视场的空间分辨率优于10μm.采用磁控溅射方法制备了W/B4C非周期多层膜,经X射线衍射仪（XRD,工作能量8 keV）测量,其反射率为20％,带宽为0.3°,达到了KB型显微镜成像系统的要求.使用Cu靶X射线管进行了成像实验,得到了放大倍数分别为1倍和2倍的一维X射线像.     

北京同步辐射装置软X射线光学实验站进展

简单介绍了ＢＳＲＦ软Ｘ射光学实验反射率计装置，并给出了近年来本组在软Ｘ射线多层膜方面的研究结果。     

软X射线多层膜光栅的衍射特性

用X射线运动学理论对软X射线多层膜光栅的衍射特性进行了研究。发现其衍射规律与多层膜的布拉格衍射和普通光栅衍射有本质的区别,可将衍射能量集中于某一衍射级上,同时它又保持了多层膜的高反射率和光栅的高分辨本领等优良特性。     

北京同步辐射装置X射线漫散射实验站及准周期非晶多层膜的X射线非镜面散射研究

讨论了北京同步辐射装置的4W1C光束线和X射线漫散射实验站的技术特点.利用在漫散射实验站上获得的能量分辨率为4.4×10^－4、光斑大小为0.5mm(水平)×0.3mm(垂直)的聚焦单色X射线光束,研究了准周期非晶多层膜的X射线漫散射──非镜面散射.实验结果表明,准周期多层膜的漫散射强度分布在倒空间中与表面平行的条纹上并形成散射强度的调制.对散射强度调制进行的模拟计算得到相当满意的结果.     

北京同步辐射装置X射线漫散射实验站及准周期非晶多层膜的X射线非镜面散射研究

讨论了北京同步辐射装置的４Ｗ１Ｃ光束线和Ｘ射线漫散射实验站的技术特点．利用在漫散射实验站上获得的能量分辨率为４．４×１０－４、光斑大小为０．５ｍｍ（水平）×０．３ｍｍ（垂直）的聚焦单色Ｘ射线光束，研究了准周期非晶多层膜的Ｘ射线漫散射──非镜面散射．实验结果表明，准周期多层膜的漫散射强度分布在倒空间中与表面平行的条纹上并形成散射强度的调制．对散射强度调制进行的模拟计算得到相当满意的结果．     

金属单层膜的小角X射线衍射强度的研究

本文对金属单层膜进行研究,在多种样品中没有发现X射线衍射峰.我们在基底上预先淀积一层重金属膜,然后再淀积所需样品,发现样品有较好的衍射峰产生.我们对此进行了探讨并提出了一个可能的理论定量解释.     

软X射线光学和周期性多层膜

本文介绍了软Ｘ射线的基本性质，它们和可见光及Ｘ射线的性质有很大的差异．这些性质决定了软Ｘ射线光学元件的特殊性．过去发展的软Ｘ射线光学元件不够理想，影响了软Ｘ射线光学的发展．近十年来发展的由轻、重元素组成的周期性多层膜使局面大为改观．多层膜的结构研究有助于指明提高多层膜质量的方向．     

亚微米光栅周期的软X射线多层膜光栅的衍射效率研究

简要叙述软x射线多层膜位相光栅的理论设计、实验制备,详细给出了在北京同步辐射装置3B1束线上对多层膜位相光栅衍射效率的测试,以及对测试结果的分析,并与理论值进行了比较. 关键词：     

软X射线多层膜与衰减膜研究

 本文采用随机数的方法，发展了一种普适的多层膜设计方法，这种方法除可设计一般的周期多层膜，更重要的是它可以根据选定的评价因子，设计不同要求的非周期多层膜。用磁控溅射方法完成软X射线多层膜制备，X射线衍射、卢瑟福背散射、俄歇电子谱和反射率的相对测试用来表征多层膜结构和特性，所得结果说明多层膜的结构完整，周期参数正确。用离子束溅射方法成功地制备了有一定反射率和透过率的软X射线半反半透分束镜；分析了Ag和Zr衰减膜中的杂质含量与分布及其对衰减膜特性的影响，并对衰减系数进行了修正，为实验提供优质的衰减膜。     

光学天文望远镜的足迹

文章以较为轻松的笔调概述了光学天文望远镜400年的发展史.全文分7个部分,内容包括望远镜的诞生、像差和消色差透镜、传统的反射望远镜和折射望远镜、施密特望远镜的作用、当代巨型望远镜的出现、空间望远镜,以及对月基望远镜的憧憬.     

通光口径2.16m天文望远镜凹双曲面主镜的磨制工艺

2 16m光学望远镜是目前我国研制的口径最大的反射式天文望远镜 ,主镜通光口径为 2 16m ,边厚为330mm ,重量约 2 2 0 0kg ,顶点曲率半径R0 =12 960mm ,偏心率平方e2 =1 0 95 134 7[1] ,相对口径为 1/3,最大非球面度δ0max≈ 2 1μm。由于所用玻璃毛坯为原苏联制造 ,质量极差 ,通体充满气泡、结石、折叠 ,是块等外品。更致命的是磨出的表面各处硬度不均匀 ,出现大面积、形状不规则的高、低区 ,不得不用手持小抛光盘进行手修 ,像雕刻一样去掉那些不规则形状的硬的局部高 ,保留不规则的软的局部低 (所谓修光程 ) ,并把它拼凑成一个较为接近的理想双曲面。可以想像得出 ,这样做会遇到多麽大的困难。在大家的努力下 ,终于用手把它磨修到尽可能完善。最后望远镜在由该主镜、凸双曲面副镜及熔石英像场改正镜组成的R C卡塞格林 (Ritchey ChretienCassegrain)光学系统的焦面上拍摄了星团底片。经鉴定委员会测试组专家测量后认为 ,在全视场 ( 30 0mm× 30 0mm )内 ,不管是边、角还是中心像均很圆 ,暗星像直径达0 18mm。说明主镜的加工工艺是成功的 ,同时也说明凸双曲面副镜的加工、检验[2 ] ,熔石英像场改正镜的设计[1] 、选料、加工[3] 及光学系统的调整[4] 也是成功的。     

大型光学天文望远镜风载作用分析

风载对光学天文望远镜结构和镜面的作用将直接影响望远镜的面形精度和跟踪指向控制,从而降低望远镜的像质。特别是未来大型望远镜越来越多地采用主动光学技术,风载的作用将是影响主动光学子镜的主动控制及望远镜整体性能的重要因素。回顾了大型望远镜风载作用的分析方法和随机风载的性质,详细介绍了采用风速功率谱密度方法进行随机风载分析的过程和采用有限元方法分析建模的方法;建立了一个拼接镜面主动光学望远镜的完整计算模型,研究了子镜及望远镜整体在风载作用下的静态和动态响应,并分析了风载对镜面面形和望远镜的跟踪指向精度的影响。     

软 X射线光学表面散射检测

应用自行研制的软X射线反射率计,分别对不同的反射镜样品,在不同的工作波段以及掠射角下研究了软X射线波段掠入射光学表面的散射。实验结果表明：掠射角增加,波长减小,粗糙度增加,软X射线掠入射表面散射程度加重。     

玻璃基底Wolter-1型X射线聚焦镜研制及测试

Wolter-1型X射线聚焦镜可将掠入射的X射线反射至焦平面处,具有较强的成像探测能力,在天文探测等领域中具有重要作用.通过建立几何模型对反射镜面及反射光线方程进行理论计算,推导出了适用于以玻璃为基底材料的聚焦镜设计参数方程,可用于对此类聚焦镜进行理论设计,依据理论设计,采用具有极高表面光洁度的超薄肖特D263T玻璃经热弯成型后作为反射镜基底,在反射镜表面制备金属铱薄膜作为反射膜研制了Wolter-1型反射镜组,并使用激光三维扫描仪对所研制的聚焦镜片面型进行了测试.测试结果显示,实际镜片面型与理想镜片面型公差在10 μm以内的测试点占总测试点的50%.通过搭建可见光条件下的焦斑测试系统,使用图像采集相机采集焦斑的灰度图像,通过图像分析软件分析计算该灰度图像的灰度分布来定量分析焦斑的能量分布情况,从而确定焦斑特性参数.实验结果显示：研制出的聚焦镜片焦距为1.6 m,焦斑的半能量包围直径为0.33 mm,对应角分辨率为0.7角分.     

一种时间分辨三通道软X射线光谱仪

报道了时间分辨的三通道软X射线光谱仪研制工作，重点介绍了研制的三通道能谱仪的工作原理以及210 eV，420 eV和900 eV三个能区的设计参数，谱仪在上海神光Ⅱ高功率激光器三倍频实验中进行了多次实时考核，取得较好实验结果，将多道平面镜、滤光片成功配接于高时间分辨X射线条纹相机上，使该谱仪在亚千电子伏能区内，可同时进行三个波段软X射线的时间和空间分辨测量，提供的实验结果也表明：X射线平面镜结合滤光片的分光技术可应用于高时间分辨的X射线条纹相机上，从而获得高达10 ps的时间分辨. 关键词： 软X射线条纹相机 平面镜 滤光片 掠入射     

软X射线掠射筒状反射镜镀镍磷合金的研究

在软X射线掠射光学系统筒状反射镜的加工过程中,根据对反射镜内表面镍磷合金镀层的质量要求,采用镍盐还原法对筒状微晶玻璃反射镜的内表面进行了活化,并对在含有30g/LNiSO4.6H2O、30g/LNaH2PO2.H2O、25g/LNa(CH3COO).4H2O、18g/LC6H8O7、10mg/L添加剂的镀液中沉积镍磷合金镀层的工艺方法进行了探索。对得到的镍磷合金镀层的结合力、抗腐蚀能力等进行了测试。结果表明,采用此法镀制的镍磷合金镀层结合力达到4B级,耐蚀性好,能够满足光学精密抛光的要求。     

正入射Mo/B_4C软X射线多层膜

采用Ｍｏ／Ｂ４Ｃ材料在短波长波段（λ＜１０．０ｎｍ）进行软Ｘ射线多层膜实验研究。在指定波长（８．０ｎｍ附近）处对多层膜进行结构设计，并制备出了周期结构准确的Ｍｏ／Ｂ４Ｃ多层膜样品。     

Residual stress/strain analysis in thin films by X-ray diffraction

Residual stresses are found in the majority of multilayer thin film structures used in modem technology. The measurement and modeling of such stress fields and the elucidation of their effects on structural reliability and device operation have been a “growth area” in the literature, with contributions from authors in various scientific and engineering disciplines.

In this article the measurement of the residual stresses in thin film structures with X-ray diffraction techniques is reviewed and the interpretation of such data and their relationship to mechanical reliability concerns are discussed.