[发明专利]WolterI型X射线聚焦镜内壁高精度检测装置

说明书

WolterI型X射线聚焦镜内壁高精度检测装置，属于X射线聚焦镜内壁非接触检测技术领域。该检测装置用于保证大批量镜片内壁的检测精度，确保大尺寸超薄镜片低变形的同时提高检测效率。所述主动吊装装置通过支架支撑，用于吊起镜筒，所述测量装置用于测量镜筒的圆度误差和轮廓误差，测量装置安装在高精度气浮主轴上，由高精度气浮主轴带动其旋转测量，所述高精度气浮主轴安装在XY平移台上，所述XY平移台安装在支架上。本发明针对现有的通用测量仪器无法对WolterI型X射线聚焦镜内壁的面形精度进行直接检测，可实现镜片内壁轴向和圆周方向的轮廓测量，保证了检测过程中镜片的低变形、高精度，提高了检测效率，达到了降本增效的效果。

技术领域

本发明属于X射线聚焦镜内壁非接触检测技术领域，具体涉及一种WolterI型X射线聚焦镜内壁高精度检测装置。

背景技术

为研究观测黑洞、中子星等天体的高能辐射新现象，以美国为首的多个国家和地区的天文台和空间中心已向太空发射十余颗X射线天文卫星。1952年德国物理学家HansWolter设计满足阿贝正弦条件的掠入射的三种Wolter型X射线聚焦望远镜，称为Wolter III III型聚焦望远镜。Wolter-Ⅰ型X射线望远镜由抛物面内反射镜和双曲面内反射镜构成，其优点是可多层嵌套，有利于弱源观测，也是目前X射线望远镜最常见的一种类型。中国预计2026年发射的下一代旗舰级X射线天文卫星—增强型X射线时变与偏振探测(eXTP)空间天文台。eXTP计划配置4种有效载荷，其中能谱测量X射线聚焦望远镜阵列(SpectroscopicFocusing Array,SFA)和偏振测量X射线聚焦望远镜阵列(Polarimetry Focusing Array,PFA)分别由配置不同焦平面探测器的9组和4组焦距5.25m、口径500mm的聚焦望远镜阵列构成。为了增大望远镜有效测量面积，X射线聚焦望远镜均采用多层薄壁结构嵌套式设计，同时由于eXTP的主要载荷为13组，共计645片镜片，那么批量生产出超薄大尺寸高精度的镜片后，如何快速高精度检测镜片内壁的面形成为了关键环节。快速高精度检测镜片内壁的面形，进而反馈指导优化镜片的制造工艺是目前亟待解决的问题。因此，聚焦镜镜片内壁的高精度快速检测是需要重点考虑的因素。X射线聚焦镜片通过复制加工的方法制作而成，其复制加工主要的加工工艺流程包括模具化学镀镍磷合金、模具超精密加工、模具镀膜、电铸镍基体以及复制、装调、检测，检测是聚焦镜生产的关键环节之一，是保证聚焦镜片精度的关键过程。复制后的镜片为薄壁零件，其内表面为X射线聚焦镜工作表面。因此，为了检验模具复制过程是否成功以及镜片是否满足使用要求，需要对复制的镜片进行内表面测量。聚焦望远镜镜片集成检测是卫星项目的极为关键的一个环节，为达到聚焦望远镜阵列指标要求的工作能区、收集面积以及角分辨率等要求，需要将#1-45，长度600mm，直径大小不同，最大直径500mm的聚焦镜镜片装调在一起，而其中表面粗糙度要求为0.5nm，面形精度要求为0.2μm，最薄的镜片厚度仅为0.2mm，极易发生变形，这种技术指标是极难实现和完成的，因此对检测系统的精准性和稳定性都提出了较高要求。由于光学面为镜壳的内表面，现有的通用测量仪器无法对其面形精度直接检测。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的不足，进而提供一种WolterI型X射线聚焦镜内壁高精度检测装置，用于保证大批量镜片内壁的检测精度，确保大尺寸超薄镜片低变形的同时提高检测效率。

本发明所采取的技术方案是：WolterI型X射线聚焦镜内壁高精度检测装置，包括支架、测量装置、高精度气浮主轴、XY平移台及主动吊装装置；所述主动吊装装置通过支架支撑，用于吊起镜筒，所述测量装置用于测量镜筒的圆度误差和轮廓误差，测量装置安装在高精度气浮主轴上，由高精度气浮主轴带动其旋转测量，所述高精度气浮主轴安装在XY平移台上，所述XY平移台安装在支架上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：