[发明专利]一种具有准同轴观测功能的多通道KB显微镜结构

说明书

本发明涉及一种具有准同轴观测功能的多通道KB显微镜结构，该结构包括沿光轴方向依次设置的多个反射镜组，每个反射镜组均分别由一个沿子午方向设置的第一反射镜和一个沿弧矢方向设置的第二反射镜组成，从而构成多个独立的成像通道。与现有技术相比，本发明具有同轴性强、降低观测视角差异、独立成像、兼顾不同的X光能量需求等优点。本发明特别针对惯性约束聚变(ICF)研究，在较大的能量跨度内实现对X光的反射，可有效提高ICF物理实验的观测精度，解决国内外聚变点火相关研究的难点。

技术领域

本发明涉及激光惯性约束聚变观测领域，尤其是涉及一种具有准同轴观测功能的多通道KB显微镜结构。

背景技术

X射线成像是进行高能量密度物理(HEDP)和惯性约束聚变(ICF)研究的重要诊断手段。其核心是通过观测点火后期热斑等离子体在不同能量X光能段的信号强度，来反推热斑等离子体的温度和密度，这是目前国内外聚变点火相关研究的重点和难点。观测对热斑的感兴趣区域具有小尺寸(约几百微米)的空间特征，因此具有3-5μm高空间分辨能力的KB(Kirkpatrick-Baez)显微镜是进行这类诊断观测的关键设备。同时热斑辐射的空间信息在不同观测视角也具有显著差异，这就要求多通道KB显微镜的光学结构必须考虑并尽可能消除，通道间观测视角差异对热斑测量精度的影响。目前常用的多通道KB显微镜的光学结构如图1所示，分别为四通道、八通道和十六通道KB结构，其结构是将两块反射镜在子午和弧矢方向上两两平行相对排列，构成一个反射镜对，再将多个反射镜对按照光轴方向前后顺序依次排列构成，对每一反射镜对而言，其光学结构如图2所示。可以看出，两个通道的观测视角δ是受到物距u和像距v、掠入射角θ、像点间隔l等初始结构参数共同限制的。而上述初始结构参数由空间分辨、工作能量、像面探测器面元大小和实验现场的空间尺寸制约，不能任意选择。这就造成不同通道下各观测视角的差异较大，目前在用的多通道KB系统的观测视角差异均在几度量级，对热斑测量过程的一致性存在严重影响，进而限制了热斑等离子体温度和密度的测量精度。

此外，在现有多通道构型下，各反射镜存在共用关系，如图(1b)中八通道KB显微镜由六块反射镜实现八个通道的成像，图(1c)中十六通道KB显微镜有八块反射镜实现是十六通道的成像。而热斑等离子体观测的核心是通过不同能量X光信号强度的测量，来反推热斑温度和密度。为实现X光信号的高反射效率，目前一般是在反射镜表面镀制针对不同X光能量设计的多层膜结构，从而使得不同的成像通道分别对不同的X光能量响应。为了保证热斑温度和密度的反推精度，要求X光能量要有一定的区分，这对共用反射镜的多通道KB结构的多层膜制备存在无法克服的困难，因此目前多通道KB显微镜普遍只针对单一能量或能段工作。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有准同轴观测功能的多通道KB显微镜结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有准同轴观测功能的多通道KB显微镜结构，该结构包括沿光轴方向依次设置的多个反射镜组，每个反射镜组均分别由一个沿子午方向设置的第一反射镜和一个沿弧矢方向设置的第二反射镜组成，从而构成多个独立的成像通道。

每个反射镜组内的第一反射镜，其工作反射面之间均沿光轴方向排列。

每个反射镜组内的第二反射镜，其工作反射面之间均沿光轴方向排列。

每个反射镜组内的第一反射镜表面均镀制针对不同能量X光反射的多层膜结构。

每个反射镜组内的第二反射镜表面均镀制针对不同能量X光反射的多层膜结构。

每个反射镜组内的第一反射镜的多层膜结构对应的X光能量与第二反射镜的多层膜结构对应的X光能量根据不同的成像要求设定。

每个成像通道均独立地在项面探测器上成像。

每个成像通道在项面探测器上成像的像点相互之间具有设定的间距，并且互相不重叠。