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圆锥近似Wolter-I型X射线望远镜用柱面反射镜面形误差检测方法

刘娜 沈正祥 马彬 魏振博 徐旭东 王占山

刘娜, 沈正祥, 马彬, 魏振博, 徐旭东, 王占山. 圆锥近似Wolter-I型X射线望远镜用柱面反射镜面形误差检测方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 417001-0417001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0417001
引用本文: 刘娜, 沈正祥, 马彬, 魏振博, 徐旭东, 王占山. 圆锥近似Wolter-I型X射线望远镜用柱面反射镜面形误差检测方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 417001-0417001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0417001
Liu Na, Shen Zhengxiang, Ma Bin, Wei Zhenbo, Xu Xudong, Wang Zhanshan. Figure error measurement method of cylindrical reflection mirror for conic approximate Wolter-I X-ray type telescope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 417001-0417001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0417001
Citation: Liu Na, Shen Zhengxiang, Ma Bin, Wei Zhenbo, Xu Xudong, Wang Zhanshan. Figure error measurement method of cylindrical reflection mirror for conic approximate Wolter-I X-ray type telescope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 417001-0417001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0417001

圆锥近似Wolter-I型X射线望远镜用柱面反射镜面形误差检测方法

doi: 10.3788/IRLA201847.0417001
基金项目: 

国家自然科学基金(11427804);科技部国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ04016403);XX重大专项

详细信息
    作者简介:

    刘娜(1990-),女,硕士生,主要从事非球面镜检测方面的研究。Email:1433527@tongji.edu.cn

  • 中图分类号: O439

Figure error measurement method of cylindrical reflection mirror for conic approximate Wolter-I X-ray type telescope

  • 摘要: 基于热弯玻璃的圆锥近似Wolter-I型X射线聚焦望远镜采用在凸柱面镜模具上热弯超薄玻璃的反射镜片制作方式,柱面镜低频面形误差和中频波纹度是影响望远镜聚焦性能的主要因素,因此高精度快速检测凹凸柱面镜中低频表面误差是研制中的关键技术。传统的柱面样板法无法检测超薄镜片,且只能检测对应样板半径的面形,检测效率低,无法满足要求。采用基于计算全息的零位补偿干涉检测法和激光扫描两种方法,对超光滑凸柱面模具和超薄凹柱面镜片进行快速定量检测,计算了两种检测方法的功率谱密度,通过表面的斜率误差拟合得到点扩散函数曲线和半功率直径。结果表明:两种方法都能够快速定量表征中低频表面误差对X射线望远镜角分辨率的影响,为提高反射镜制作精度和改善X射线望远镜聚焦性能提供了技术支撑。
  • [1] Yu Jianjie, Zeng Nixiang, Ye Lingyun, et al. Energy spectrum simulation method of X-ray pulsar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(S1):126-130. (in Chinese)俞建杰, 曾倪香, 叶凌云, 等. X射线脉冲星能谱模拟方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(S1):126-130.
    [2] Huang Chen, Wang Jianjun, Xue Li, et al. Next generation of astronomical telescope and survey mission (I)[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(2):0217006. (in Chinese)黄晨, 王建军, 薛莉, 等. 下一代天文望远镜及巡天任务(上)[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(2):0217006.
    [3] Chen S, Ma S, Wang Z. Wolter-I-like X-ray telescope structure using one conical mirror and one quadric mirror[J]. Chinese Optics Letters, 2016, 14(12):123401.
    [4] Wei Z, Ge B, Jin X, et al. Development of manufacture of mirror glass substrate for X-ray timing and polarization observatory[C]//SPIE Astronomical Telescopes+ Instrumentation. International Society for Optics and Photonics, 2016:2232214.
    [5] Hailey C J, Christensen F E, Craig W W, et al. Overview of segmented glass optics development for the Constellation-X hard X-ray telescope[C]//Astronomical Telescopes and Instrumentation. International Society for Optics and Photonics, 2003:12461487.
    [6] Madarasz E, Proserpio L, Breunig E, et al. Analysis on the use of vacuum oven for the indirect slumping of glass X-ray mirror segments[C]//SPIE Astronomical Telescopes+ Instrumentation. International Society for Optics and Photonics, 2016:2232628.
    [7] Salmaso B, Brizzolari C, Basso S, et al. Slumped glass optics for X-ray telescopes:advances in the hot slumping assisted by pressure[C]//SPIE Optical Engineering+ Applications. International Society for Optics and Photonics, 2015:2187639.
    [8] Malacara D, Roddier F. Optical shop testing[J]. Applied Optics, 2007, 97(591):454-464.
    [9] Jimenez-Garate M A, Craig W W, Hailey C J. Fast optical metrology of the hard x-ray optics for the High Energy Focusing Telescope (HEFT)[C]//SPIE's International Symposium on Optical Science, 1998:331284.
    [10] Chalifoux B, Wright G, Heilmann R K, et al. Ion implantation for figure correction of thin x-ray telescope mirror substrates[C]//SPIE Optical Engineering+ Applications, 2015:2189826.
    [11] Li Ming, Luo Xiao, Xue Donglin, et al. Design of CGH for testing large off-axis asphere by considering mapping distortion[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(5):1246-1253. (in Chinese)李明, 罗霄, 薛栋林, 等. 考虑投影畸变设计大口径离轴非球面检测用计算全息图[J]. 光学精密工程, 2015, 23(5):1246-1253.
    [12] Yang Fei, An Qichang, Zhang Jingxu. Mirror surface figure evaluation based on power spectral density[J]. Chinese Optics, 2014, 7(1):156-162. (in Chinese)杨飞, 安其昌, 张景旭. 基于功率谱的反射镜面形评价[J]. 中国光学, 2014, 7(1):156-162.
    [13] Yang Lihong, Zhao Bianhong, Zhang Xingxiang, et al.Gaussian fitted estimation of point spread function and remote sensing image restoration[J]. Chinese Optics, 2012, 5(2):181-188. (in Chinese)杨利红, 赵变红, 张星祥, 等. 点扩散函数高斯拟合估计与遥感图像恢复[J]. 中国光学, 2012, 5(2):181-188.
    [14] Bendinelli O, Parmeggiani G, Zavatti F. CCD star images:On the determination of Moffat's PSF shape parameters[J]. Journal of Astrophysics and Astronomy, 1988, 9(1):17-24.
    [15] Xia Zhilin, Zeng Xiang, Liu Shijie, et al. Filter calculation based on wavefront figures[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(12):3033-3040. (in Chinese)夏志林, 曾翔, 刘世杰, 等. 基于波面面形的滤波计算[J]. 光学精密工程, 2016, 24(12):3033-3040.
  • [1] 陈佳夷, 王海超, 李斌, 刘涌, 姜彦辉, 姚立强.  Bipod支撑大口径反射镜的零重力面形测试技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210604-1-20210604-6. doi: 10.3788/IRLA20210604
    [2] 朱德燕, 唐骏伟, 国成立, 李元正, 赵烈烽.  计算全息板干涉检测工业镜头凸自由曲面(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20220456-1-20220456-7. doi: 10.3788/IRLA20220456
    [3] 樊国翔, 李杨, 张文喜, 伍洲, 吕彤.  全视场外差移相双波长干涉面形检测技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20220118-1-20220118-9. doi: 10.3788/IRLA20220118
    [4] 钟昆, 苏伟, 彭波, 黄莎玲.  水下激光周视扫描4f发射光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200277-1-20200277-12. doi: 10.3788/IRLA20200277
    [5] 胡文彬, 吴丰, 甘维兵, 李盛, 陈钢, 艾凌云.  基于二维激光扫描技术的罐道检测算法 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200480-1-20200480-7. doi: 10.3788/IRLA20200480
    [6] 李小明, 王隆铭, 朱国帅.  激光通信一体化SiC/Al摆镜支撑参数优化 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210143-1-20210143-8. doi: 10.3788/IRLA20210143
    [7] 王晶, 王孝坤, 胡海翔, 李凌众, 苏航.  夏克哈特曼扫描拼接检测平面镜(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210527-1-20210527-7. doi: 10.3788/IRLA20210527
    [8] 钟昆, 苏伟, 彭波, 黄莎玲, 李中云.  基于脱靶量的水下目标激光扫描探测模型 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203004-0203004. doi: 10.3788/IRLA202049.0203004
    [9] 王辰忠, 胡中文, 陈忆, 许明明, 陈力斯.  空间引力波望远镜主反射镜系统的结构设计优化 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190469-1-20190469-10. doi: 10.3788/IRLA20190469
    [10] 王文攀, 赵勇志, 曹玉岩, 王志臣, 王富国.  基于多体系统理论的光电望远镜误差建模分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 817001-0817001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0817001
    [11] 王成彬, 孙胜利, 胡亭亮, 胡凯.  高精度反射镜组件面形检测结构设计方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 117006-0117006(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0117006
    [12] 赵子越, 邾继贵, 杨凌辉.  采用精确三维控制场的wMPS全局组网定向方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1117001-1117001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1117001
    [13] 谢军, 何锋赟, 王晶, 高阁, 赵天骄, 刘震宇.  经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 132-137. doi: 10.3788/IRLA201645.S118001
    [14] 戚二辉, 罗霄, 李明, 郑立功, 张学军.  五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 639-646.
    [15] 崔凯, 刘朝晖, 李治国, 高雄, 谢友金, 王振宇.  坐标变换在空间望远镜误差标定中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 151-156.
    [16] 巫玲, 李佳斌, 陈念年, 熊召, 刘长春, 范勇.  大口径平面光学元件面形检测中激光光斑质心定位 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1704-1709.
    [17] 呼新荣, 刘英, 王健, 李淳, 孙强, 李晶, 刘兵.  基于视网膜扫描的头戴显示器研究现状 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 871-878.
    [18] 叶莉华, 王文轩, 吕聪生, 汪海洋, 崔一平, 杭建军.  激光分拣系统的设计和改进 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2878-2882.
    [19] 杨宇, 阚凌雁, 于佳, 王姣姣, 元光, 王金城.  基于激光扫描的人脸三维重建方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3946-3950.
    [20] 王洋, 颜昌翔, 汪逸群, 高志良.  扫描镜非接触式检测系统的位置误差分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1804-1808.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-10
  • 修回日期:  2017-12-20
  • 刊出日期:  2018-04-25

圆锥近似Wolter-I型X射线望远镜用柱面反射镜面形误差检测方法

doi: 10.3788/IRLA201847.0417001
    作者简介:

    刘娜(1990-),女,硕士生,主要从事非球面镜检测方面的研究。Email:1433527@tongji.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(11427804);科技部国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ04016403);XX重大专项

  • 中图分类号: O439

摘要: 基于热弯玻璃的圆锥近似Wolter-I型X射线聚焦望远镜采用在凸柱面镜模具上热弯超薄玻璃的反射镜片制作方式,柱面镜低频面形误差和中频波纹度是影响望远镜聚焦性能的主要因素,因此高精度快速检测凹凸柱面镜中低频表面误差是研制中的关键技术。传统的柱面样板法无法检测超薄镜片,且只能检测对应样板半径的面形,检测效率低,无法满足要求。采用基于计算全息的零位补偿干涉检测法和激光扫描两种方法,对超光滑凸柱面模具和超薄凹柱面镜片进行快速定量检测,计算了两种检测方法的功率谱密度,通过表面的斜率误差拟合得到点扩散函数曲线和半功率直径。结果表明:两种方法都能够快速定量表征中低频表面误差对X射线望远镜角分辨率的影响,为提高反射镜制作精度和改善X射线望远镜聚焦性能提供了技术支撑。

English Abstract

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