本發(fā)明屬于x射線光學(xué)器件精密裝調(diào)，具體涉及一種多層嵌套反射鏡的對準評價系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、掠入射x射線聚焦鏡是x射線天文觀測載荷的核心部件，用于對宇宙中的x射線進行匯聚和收集。wolter-i型多層嵌套反射鏡是掠入射x射線聚焦鏡的一種，其可將掠入射的x射線反射到焦平面處，具有較高的聚焦效率和較強的成像探測能力，過去的幾十年中，在國際上受到廣泛的關(guān)注和研究。而國內(nèi)對于x射線反射鏡的研究尚處于起步階段，國內(nèi)的x射線反射鏡的發(fā)展主要局限在對準、聚能方面。由于反射鏡的厚度小于1mm，且嵌套層數(shù)較多，這大大增加了多層嵌套反射鏡裝調(diào)時的中心對準難度，并最終使得x射線聚焦鏡的聚能效果難以保證。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種多層嵌套反射鏡的對準評價系統(tǒng)及方法，解決了多層嵌套反射鏡裝調(diào)時對準難度大的技術(shù)問題。本發(fā)明能夠?qū)Χ鄬忧短追瓷溏R裝調(diào)過程中的對準情況、聚能效果進行評價，并給予控制系統(tǒng)相應(yīng)的反饋，最終提高多層嵌套反射鏡的裝調(diào)對準精度。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種多層嵌套反射鏡的對準評價系統(tǒng)，包括平行光管、平面反射鏡、底部輻板、ccd相機、五軸位移臺、豎直桿和滑塊；

4、豎直桿沿豎直方向設(shè)置；

5、ccd相機安裝于五軸位移臺上，五軸位移臺通過滑塊安裝于豎直桿上，五軸位移臺用于對ccd相機的位姿進行微調(diào)，滑塊沿豎直桿滑動時用于調(diào)整ccd相機的高度；

6、底部輻板設(shè)于ccd相機下方，底部輻板上設(shè)有若干環(huán)形槽，用于承載x射線反射鏡；

7、平行光管發(fā)出的水平平行光經(jīng)平面反射鏡反射后形成豎直方向的平行光,豎直方向的平行光穿過底部輻板或底部輻板和x射線反射鏡后在ccd相機上成像。

8、進一步的，底部輻板上設(shè)有對準標記；

9、所述對準標記為圓形通孔，圓形通孔與環(huán)形槽的同軸度優(yōu)于0.01mm；

10、豎直方向的平行光穿過底部輻板的對準標記后在ccd相機上形成圓形亮斑，將圓形亮斑的圓心與ccd相機成像視野的中心重合時底部輻板的位置作為基準位置。

11、進一步的，還包括x射線反射鏡位姿調(diào)整機構(gòu)；

12、x射線反射鏡位姿調(diào)整機構(gòu)用于調(diào)節(jié)各層x射線反射鏡的位姿，完成各層x射線反射鏡的裝調(diào)。

13、進一步的，x射線反射鏡位姿調(diào)整機構(gòu)包含若干條繩索；

14、各繩索一端連接于x射線反射鏡上端圓周方向均布的若干小孔，另一端連接驅(qū)動電機，驅(qū)動電機通過對各繩索的驅(qū)動實現(xiàn)對x射線反射鏡位姿的調(diào)整。

15、一種多層嵌套反射鏡的對準評價方法，采用上述多層嵌套反射鏡的對準評價系統(tǒng)實現(xiàn)，包括：

16、s1使平行光管發(fā)出的水平平行光經(jīng)平面反射鏡后轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直方向的平行光；

17、s2在豎直方向平行光的光路上安裝底部輻板，將ccd相機安裝于底部輻板的上方；

18、調(diào)整底部輻板至水平狀態(tài)，并調(diào)整ccd相機的位姿，使平行光通過底部輻板后在ccd相機上成像的圓形亮斑的圓心與ccd相機成像視野的中心重合；

19、s3在底部輻板上安裝第1層(最內(nèi)層)x射線反射鏡；

20、通過滑塊沿豎直桿的上下滑動調(diào)整ccd相機的高度，使ccd相機位于x射線反射鏡聚焦面高度的預(yù)估范圍內(nèi)；

21、s4通過五軸位移臺對ccd相機的上下位置進行微調(diào)，使第1層x射線反射鏡的聚焦面與ccd相機的成像面重合；

22、s5調(diào)整第1層x射線反射鏡的位姿，使第1層x射線反射鏡聚焦光斑的質(zhì)心與ccd相機成像視野的中心重合，且所述聚焦光斑的半能量直徑hpd處于預(yù)估范圍內(nèi)；

23、s6將第1層x射線反射鏡粘接固定到底部輻板上對應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)，完成第1層x射線反射鏡的裝調(diào)；

24、s7在底部輻板上安裝第i層反射鏡，2≤i≤n，n為反射鏡總層數(shù)；

25、s8調(diào)整第i層x射線反射鏡的位姿，使第i層x射線反射鏡聚焦光斑的質(zhì)心與ccd相機成像視野的中心重合，且所述聚焦光斑的半能量直徑hpd處于預(yù)估范圍內(nèi)；

26、s9將第i層x射線反射鏡粘接固定到底部輻板上對應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)，完成第i層x射線反射鏡的裝調(diào)；

27、s10重復(fù)執(zhí)行步驟s7～s9，對各層x射線反射鏡進行裝調(diào)，直至n層x射線反射鏡裝調(diào)完成。

28、進一步的，步驟s2中，以ccd相機成像視野的中心為坐標原點，建立直角坐標系；

29、根據(jù)圓形亮斑的圓心在所述坐標系中的坐標得到圓形亮斑的圓心與坐標原點在x方向的偏差和y方向的偏差；

30、五軸位移臺根據(jù)圓形亮斑的圓心與坐標原點在x方向的偏差和y方向的偏差對ccd相機的位姿進行微調(diào)，直至圓形亮斑的圓心與ccd相機成像視野的中心重合；

31、圓形亮斑的圓心與ccd相機成像視野的中心重合的標準為：圓形亮斑的圓心與ccd相機成像視野的中心距離小于1個像素。

32、進一步的，步驟s3中，使ccd相機位于x射線反射鏡聚焦面高度的預(yù)估范圍內(nèi)時，所述預(yù)估范圍為d±5mm，其中d為x射線反射鏡的焦距。

33、進一步的，步驟s4中，使第1層x射線反射鏡的聚焦面與ccd相機的成像面重合的標準為：第1層x射線反射鏡的聚焦面與ccd相機的成像面的高度差小于0.1mm。

34、進一步的，步驟s5或步驟s8中，根據(jù)第1層或第i層x射線反射鏡聚焦光斑的質(zhì)心在所述坐標系中的坐標得到質(zhì)心與坐標原點在x方向的偏差和y方向的偏差；

35、根據(jù)質(zhì)心與坐標原點在x方向的偏差和y方向的偏差對第1層或第i層x射線反射鏡的位姿進行調(diào)整，直至x射線反射鏡聚焦光斑的質(zhì)心與ccd相機成像視野的中心重合，且所述聚焦光斑的半能量直徑hpd處于預(yù)估范圍內(nèi)；與預(yù)估值的差值小于1″；

36、x射線反射鏡聚焦光斑的質(zhì)心與ccd相機成像視野的中心重合的標準是：x射線反射鏡聚焦光斑的質(zhì)心與ccd相機成像視野的中心的距離小于1個像素；

37、聚焦光斑的半能量直徑hpd處于預(yù)估范圍內(nèi)的標準是：聚焦光斑的半能量直徑hpd與預(yù)估值的差值小于1″，預(yù)估值通過測試x射線反射鏡的面形數(shù)據(jù)，然后對面形數(shù)據(jù)進行光學(xué)仿真計算得到，該值一般＜10″。

38、進一步的，當對第2～n層x射線反射鏡進行裝調(diào)時，在前一層裝調(diào)完成的x射線反射鏡上增加光闌；

39、或，當對第2～n層x射線反射鏡進行裝調(diào)時，使該層以及前面各層x射線反射鏡疊加得到的聚焦光斑的質(zhì)心與ccd相機成像視野的中心距離小于1個像素，且所述聚焦光斑的半能量直徑hpd處于預(yù)估范圍內(nèi)。

40、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下至少一種有益效果：

41、(1)本發(fā)明創(chuàng)造性的提供一種多層嵌套反射鏡的對準評價方法，能夠?qū)Χ鄬忧短追瓷溏R裝調(diào)過程中的對準情況、聚能效果進行評價，并給予控制系統(tǒng)相應(yīng)的反饋，最終提高多層嵌套反射鏡的裝調(diào)對準精度；

42、(2)本發(fā)明在對反射鏡裝調(diào)前確定了反射鏡裝調(diào)過程中的初始基準，為后續(xù)各層反射鏡的裝調(diào)奠定了基礎(chǔ)，有效提高了反射鏡裝調(diào)的效率；

43、(3)本發(fā)明中ccd相機可以在較大高度范圍內(nèi)上下移動，從而保證可以對不同焦距型號的反射鏡進行聚焦光斑成像，操作簡便，適應(yīng)性強。