CN115993713A - 一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统 - Google Patents

一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115993713A
CN115993713A CN202310280186.XA CN202310280186A CN115993713A CN 115993713 A CN115993713 A CN 115993713A CN 202310280186 A CN202310280186 A CN 202310280186A CN 115993713 A CN115993713 A CN 115993713A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical axis
along
biconcave negative
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310280186.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115993713B (zh
Inventor
齐晓朝
黎刚
王艳萍
张月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Xuanrui Photoelectric Technology Co ltd
Institute of High Energy Physics of CAS
Original Assignee
Xi'an Xuanrui Photoelectric Technology Co ltd
Institute of High Energy Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Xuanrui Photoelectric Technology Co ltd, Institute of High Energy Physics of CAS filed Critical Xi'an Xuanrui Photoelectric Technology Co ltd
Priority to CN202310280186.XA priority Critical patent/CN115993713B/zh
Publication of CN115993713A publication Critical patent/CN115993713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115993713B publication Critical patent/CN115993713B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,沿着光轴由物侧至像侧依次包括前端的X光荧光采集器、中端的中继光学系统和后端的大靶面相机的保护窗,在X光荧光采集器和中继光学系统之间设有一号折叠反射镜,在中继光学系统与大靶面相机的保护窗之间设有二号折叠反射镜;X光荧光采集器包括设置在闪烁晶体后侧的铅玻璃、一号双凹负透镜、一号弯月正透镜、一号非球面反射镜,在闪烁晶体前侧设有两个二号非球面反射镜,在二号非球面反射镜与一号折叠反射镜之间设有光阑。本发明相比其它的荧光显微成像系统,具有超大的观测范围、宽光谱范围及高分辨率等优点。

Description

一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统
技术领域
本发明属于光学成像系统领域,具体涉及一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统。
背景技术
X射线显微耦合光学成像系统主要应用于生命科学研究。研究过程中,用X光穿透生物组织样本后,经闪烁晶体激发荧光图像,显微耦合光学成像系统将微弱的荧光图像传输放大,至大面阵光电成像系统,接收后形成实时的生物组织活动图像以供科学研究。
目前的显微成像系统包含折射式、反射式和折反式三种结构形式,大多数为折射式光学系统。对于折射式光学系统,如美国专利US/11,002,950 B2,如果直接应用于X光系统,存在如下问题:(1)受大剂量X光照射,玻璃材料光学透过率严重下降,无法长时间工作,(2)如果在光学系统前方增加45°反射镜,将成像系统从X光中分离出来,则显微系统的数值孔径受尺寸限制,一般较小,进而会影响成像系统的分辨率,(3)折射式光学系统存在二级光谱色差,虽经过复消色差设计后,依然会残留少量的色差,严重影响成像系统的分辨率。
反射式光学系统没有折射元件,可以实现很宽光谱范围成像。如美国Newport公司设计的反射式显微物镜,在典型的聚焦应用中,准直光穿过主镜中的孔径孔到达次镜。然后,次镜反射并发散光束,使其填充主镜。最后,主镜将光束聚焦到被称为物面或焦点的一个小点。这种双反射镜配置称为反向卡塞格仑。虽然这种反射式显微物镜具有很宽的光谱范围,但存在视场范围和物方数值孔径较低的缺点,图2的反射式显微物镜,视场范围只有1.2mm,数值孔径不超过0.4,光斑分辨率不小于2μm。
折反式显微物镜是在光路中同时采用折射和反射式光学元件,这类系统设计比较复杂,能够获得更好的成像性能。如尼康公司2016年的一款关于折反式显微物镜的发明专利US10,139,610 B2,视场:0.15mm,数值孔径:0.9,虽然实现了高分辨率及宽光谱,但视场范围太小,且后方大量的折射元件8-18,无法通过折叠而从X光中分离。
发明内容
本发明的目的是提供一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,具有物方5.3mm线视场,0.5μm的分辨率。实现30倍显微放大,相比其它的荧光显微成像系统,具有超大的观测范围、宽光谱范围及高分辨率等优点。
本发明采取的技术方案是:
一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,沿着光轴由物侧至像侧依次包括前端的X光荧光采集器、中端的中继光学系统和后端的大靶面相机的保护窗,在X光荧光采集器和中继光学系统之间设有一号折叠反射镜,在中继光学系统与大靶面相机的保护窗之间设有二号折叠反射镜;
所述X光荧光采集器为大数值孔径的折反结构,沿着光轴由物侧至像侧依次包括设置在闪烁晶体后侧的铅玻璃、一号双凹负透镜、一号弯月正透镜、一号非球面反射镜,在闪烁晶体前侧设有两个二号非球面反射镜(两个二号非球面反射镜沿垂直于铅玻璃的平面相对称),在二号非球面反射镜与一号折叠反射镜之间设有光阑。
闪烁晶体为物面,用于将X光激发为荧光图像;铅玻璃用于衰减X光,以降低后方玻璃的X光辐射强度,增强长时间工作寿命;一号双凹负透镜、一号弯月正透镜为平场镜组,用于校正反射系统的像差,采用耐辐射光学玻璃制成;一号折叠反射镜实现X光路的折叠,将后方的光学系统从X光路中分离出来;二号折叠反射镜对光路进行折叠以优化系统尺寸;大靶面相机的保护窗属于相机部件,但在光路中加入了平行平板会带来光学像差,影响整个系统的高质量成像,因此,需要预先将平行平板加入显微系统进行光学像差校正;光阑对光束进行约束。
物点发出的光线穿过铅玻璃、一号双凹负透镜、一号弯月正透镜,经一号非球面反射镜后折返,再依次穿过一号弯月正透镜、一号双凹负透镜、厚铅玻璃投射至二号非球面反射镜(高阶非球面主镜),经二号非球面反射镜反射到一号折叠反射镜,经一号折叠反射镜反射的光线穿过中继光学系统后,再经二号折叠反射镜反射、经过大靶面相机的保护窗形成光学像。
进一步的,所述中继光学系统沿着光轴由物侧至像侧依次包括二号弯月正透镜、三号弯月正透镜、二号双凹负透镜、双凸透镜、三号双凹负透镜、四号弯月正透镜、四号双凹负透镜。
进一步的,所述铅玻璃、一号双凹负透镜、一号弯月正透镜沿光轴的厚度分别为5mm、6mm、8.2mm;
一号双凹负透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为-480~-500mm、480~500mm,一号弯月正透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为75~80mm、5812mm;
铅玻璃与一号双凹负透镜沿光轴间隔1mm;一号双凹负透镜与一号弯月正透镜沿光轴间隔1mm;一号弯月正透镜与一号非球面反射镜沿光轴间隔1mm。
对于一号双凹负透镜和一号弯月正透镜,所述的物侧面半径和像侧面半径,均指的是光线从铅玻璃到一号非球面反射镜的方向,返回路线的参数与其相反。
进一步的,一号非球面反射镜半径100~180mm;二号非球面反射镜半径150~240mm,与光阑沿光轴间隔61mm,与铅玻璃沿光轴间隔72~78mm;光阑与一号折叠反射镜沿光轴间隔116mm。
进一步的,一号折叠反射镜与二号弯月正透镜沿光轴间隔281mm,二号弯月正透镜与三号弯月正透镜沿光轴间隔44mm,三号弯月正透镜与二号双凹负透镜沿光轴间隔25mm,二号双凹负透镜与双凸透镜沿光轴间隔2mm,双凸透镜与三号双凹负透镜沿光轴间隔12.3mm,三号双凹负透镜与四号弯月正透镜沿光轴间隔53mm,四号弯月正透镜与四号双凹负透镜沿光轴间隔22mm;
二号弯月正透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为125~135mm、1065mm,沿光轴的厚度13~17mm;三号弯月正透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为75~85mm、54~58mm,沿光轴的厚度12mm;二号双凹负透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为-50~-60mm、1820mm,沿光轴的厚度6mm;双凸透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为56~63mm、-120~-130mm,沿光轴的厚度14~18mm;三号双凹负透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为-70~-76mm、1276mm,沿光轴的厚度6mm;四号弯月正透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为78~85mm、652mm,沿光轴的厚度8~10mm;四号双凹负透镜的物侧面半径和像侧面半径分别为-75~-85mm、126~136mm,沿光轴的厚度6mm。
进一步的,四号双凹负透镜与二号折叠反射镜沿光轴间隔310mm,二号折叠反射镜与大靶面相机的保护窗沿光轴间隔100mm,大靶面相机的保护窗厚度10mm,距离像面9mm。
进一步的,二号弯月正透镜的材料为HZF11,三号弯月正透镜的材料为HZF6,二号双凹负透镜的材料为HLAF3B,双凸透镜的材料为HF4,三号双凹负透镜的材料为HZF88,四号弯月正透镜的材料为HZF7LA,四号双凹负透镜的材料为HLAF3B 。
本发明的有益效果:
(1)由一号双凹透镜和一号平凸透镜构成的耐辐射双分离透镜组,具有较低的负光焦度,组合光焦度≤-400mm;大光焦度的二号非球面反射镜(主反射面)具有强光束收集功能的特点,能够将大数值孔径的入射光束进行扩束准直;将双分离透镜组与二号非球面反射镜配合,再结合一号非球面反射镜,能够平衡采集系统的多种像差,进而扩大可清晰成像的观测范围。
(2)中继光学系统实现前组成像系统至所需系统倍率的转化,并对系统进行高质量像差校正,实现超高分辨率成像。
(3)X光荧光采集器倍率为3~10倍,中继光学系统的放大倍率为3~5倍,进而实现高放大倍数。
附图说明
图1是X光荧光折反式显微成像系统及光路图;
图2是图1中K处放大图;
图3是全视场成像MTF图;
图4是全视场全光谱范围点列图;
图5是光学系统场曲和像散图;
图中,1、铅玻璃,2、一号双凹负透镜,3、一号弯月正透镜,4、一号非球面反射镜,5、二号非球面反射镜,6、一号折叠反射镜,7、二号弯月正透镜,8、三号弯月正透镜,9、二号双凹负透镜,10、双凸透镜,11、三号双凹负透镜,12、四号弯月正透镜,13、四号双凹负透镜,14、二号折叠反射镜,15、大靶面相机的保护窗,A、闪烁晶体,B、光阑,C、像面。
具体实施方式
实施例1:如图1~图2所示,一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,沿着光轴由物侧至像侧依次包括前端的X光荧光采集器、中端的中继光学系统和后端的大靶面相机的保护窗15,在X光荧光采集器和中继光学系统之间设有一号折叠反射镜6,在中继光学系统与大靶面相机的保护窗15之间设有二号折叠反射镜14;所述X光荧光采集器为大数值孔径的折反结构,沿着光轴由物侧至像侧依次包括设置在闪烁晶体A后侧的铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3、一号非球面反射镜4,在闪烁晶体A前侧设有两个二号非球面反射镜5(两个二号非球面反射镜5沿垂直于铅玻璃1的平面相对称),在二号非球面反射镜5与一号折叠反射镜6之间设有光阑B。
闪烁晶体A为物面,用于将X光激发为荧光图像;铅玻璃1用于衰减X光,以降低后方玻璃的X光辐射强度,增强长时间工作寿命;一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3为平场镜组,用于校正反射系统的像差,采用耐辐射光学玻璃制成;一号折叠反射镜6实现X光路的折叠,将后方的光学系统从X光路中分离出来;二号折叠反射镜14对光路进行折叠以优化系统尺寸;大靶面相机的保护窗15属于相机部件,但在光路中加入了平行平板会带来光学像差,影响整个系统的高质量成像,因此,需要预先将平行平板加入显微系统进行光学像差校正;光阑B对光束进行约束。
物点发出的光线穿过铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3,经一号非球面反射镜4后折返,再依次穿过一号弯月正透镜3、一号双凹负透镜2、厚铅玻璃1投射至二号非球面反射镜5高阶非球面主镜,经二号非球面反射镜5反射到一号折叠反射镜6,经一号折叠反射镜6反射的光线穿过中继光学系统后,再经二号折叠反射镜14反射、经过大靶面相机的保护窗15形成像面。
所述中继光学系统沿着光轴由物侧至像侧依次包括二号弯月正透镜7、三号弯月正透镜8、二号双凹负透镜9、双凸透镜10、三号双凹负透镜11、四号弯月正透镜12、四号双凹负透镜13。
所述铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3沿光轴的厚度分别为5mm、6mm、8.2mm;一号双凹负透镜2的物侧面半径和像侧面半径分别为-485mm、485mm,一号弯月正透镜3的物侧面半径和像侧面半径分别为76mm、5812mm;铅玻璃1与一号双凹负透镜2沿光轴间隔1mm;一号双凹负透镜2与一号弯月正透镜3沿光轴间隔1mm;一号弯月正透镜3与一号非球面反射镜4沿光轴间隔1mm。
对于一号双凹负透镜2和一号弯月正透镜3,所述的物侧面半径和像侧面半径,均指的是光线从铅玻璃1到一号非球面反射镜4的方向,返回路线的参数与其相反。
一号非球面反射镜4半径100mm;二号非球面反射镜5半径150mm,与光阑B沿光轴间隔61mm,与铅玻璃1沿光轴间隔72mm;光阑B与一号折叠反射镜6沿光轴间隔116mm。
一号折叠反射镜6与二号弯月正透镜7沿光轴间隔281mm,二号弯月正透镜7与三号弯月正透镜8沿光轴间隔44mm,三号弯月正透镜8与二号双凹负透镜9沿光轴间隔25mm,二号双凹负透镜9与双凸透镜10沿光轴间隔2mm,双凸透镜10与三号双凹负透镜11沿光轴间隔12.3mm,三号双凹负透镜11与四号弯月正透镜12沿光轴间隔53mm,四号弯月正透镜12与四号双凹负透镜13沿光轴间隔22mm。
二号弯月正透镜7的物侧面半径和像侧面半径分别为125mm、1065mm,沿光轴的厚度13mm;三号弯月正透镜8的物侧面半径和像侧面半径分别为75mm、54mm,沿光轴的厚度12mm;二号双凹负透镜9的物侧面半径和像侧面半径分别为-50mm、1820mm,沿光轴的厚度6mm;双凸透镜10的物侧面半径和像侧面半径分别为56mm、-120mm,沿光轴的厚度14.5mm;三号双凹负透镜11的物侧面半径和像侧面半径分别为-70mm、1276mm,沿光轴的厚度6mm;四号弯月正透镜12的物侧面半径和像侧面半径分别为78mm、652mm,沿光轴的厚度8mm;四号双凹负透镜13的物侧面半径和像侧面半径分别为-75mm、126mm,沿光轴的厚度6mm。
四号双凹负透镜13与二号折叠反射镜14沿光轴间隔310mm,二号折叠反射镜14与大靶面相机的保护窗15沿光轴间隔100mm,大靶面相机的保护窗15厚度10mm,距离像面C9mm。
二号弯月正透镜7的材料为HZF11,三号弯月正透镜8的材料为HZF6,二号双凹负透镜9的材料为镧火石玻璃HLAF3B,双凸透镜10的材料为HF4,三号双凹负透镜11的材料为重火石玻璃HZF88,四号弯月正透镜12的材料为HZF7LA,四号双凹负透镜13的材料为镧火石玻璃HLAF3B 。
实施例2:如图1~图2所示,一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,沿着光轴由物侧至像侧依次包括前端的X光荧光采集器、中端的中继光学系统和后端的大靶面相机的保护窗15,在X光荧光采集器和中继光学系统之间设有一号折叠反射镜6,在中继光学系统与大靶面相机的保护窗15之间设有二号折叠反射镜14;所述X光荧光采集器为大数值孔径的折反结构,沿着光轴由物侧至像侧依次包括设置在闪烁晶体A后侧的铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3、一号非球面反射镜4,在闪烁晶体A前侧设有两个二号非球面反射镜5(两个二号非球面反射镜5沿垂直于铅玻璃1的平面相对称),在二号非球面反射镜5与一号折叠反射镜6之间设有光阑B。
所述中继光学系统沿着光轴由物侧至像侧依次包括二号弯月正透镜7、三号弯月正透镜8、二号双凹负透镜9、双凸透镜10、三号双凹负透镜11、四号弯月正透镜12、四号双凹负透镜13。
所述铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3沿光轴的厚度分别为5mm、6mm、8.2mm;一号双凹负透镜2的物侧面半径和像侧面半径分别为-490.7mm、490.7mm;一号弯月正透镜3的物侧面半径和像侧面半径分别为78mm、5812mm;铅玻璃1与一号双凹负透镜2沿光轴间隔1mm;一号双凹负透镜2与一号弯月正透镜3沿光轴间隔1mm;一号弯月正透镜3与一号非球面反射镜4沿光轴间隔1mm。
一号非球面反射镜4半径130mm;二号非球面反射镜5半径190mm,与光阑B沿光轴间隔61mm,与铅玻璃1沿光轴间隔75mm;光阑B与一号折叠反射镜6沿光轴间隔116mm。
一号折叠反射镜6与二号弯月正透镜7沿光轴间隔281mm,二号弯月正透镜7与三号弯月正透镜8沿光轴间隔44mm,三号弯月正透镜8与二号双凹负透镜9沿光轴间隔25mm,二号双凹负透镜9与双凸透镜10沿光轴间隔2mm,双凸透镜10与三号双凹负透镜11沿光轴间隔12.3mm,三号双凹负透镜11与四号弯月正透镜12沿光轴间隔53mm,四号弯月正透镜12与四号双凹负透镜13沿光轴间隔22mm。
二号弯月正透镜7的物侧面半径和像侧面半径分别为129mm、1065mm,沿光轴的厚度15.2mm;三号弯月正透镜8的物侧面半径和像侧面半径分别为79mm、56.6mm,沿光轴的厚度12mm;二号双凹负透镜9的物侧面半径和像侧面半径分别为-55mm、1820mm,沿光轴的厚度6mm;双凸透镜10的物侧面半径和像侧面半径分别为59mm、-126mm,沿光轴的厚度15.8mm;三号双凹负透镜11的物侧面半径和像侧面半径分别为-73mm、1276mm,沿光轴的厚度6mm;四号弯月正透镜12的物侧面半径和像侧面半径分别为82mm、652mm,沿光轴的厚度9.6mm;四号双凹负透镜13的物侧面半径和像侧面半径分别为-81mm、130mm,沿光轴的厚度6mm。
四号双凹负透镜13与二号折叠反射镜14沿光轴间隔310mm,二号折叠反射镜14与大靶面相机的保护窗15沿光轴间隔100mm,大靶面相机的保护窗15厚度10mm,距离像面C9mm。
二号弯月正透镜7的材料为HZF11,三号弯月正透镜8的材料为HZF6,二号双凹负透镜9的材料为HLAF3B,双凸透镜10的材料为HF4,三号双凹负透镜11的材料为HZF88,四号弯月正透镜12的材料为HZF7LA,四号双凹负透镜13的材料为HLAF3B 。
实施例3:如图1~图2所示,一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,沿着光轴由物侧至像侧依次包括前端的X光荧光采集器、中端的中继光学系统和后端的大靶面相机的保护窗15,在X光荧光采集器和中继光学系统之间设有一号折叠反射镜6,在中继光学系统与大靶面相机的保护窗15之间设有二号折叠反射镜14;所述X光荧光采集器为大数值孔径的折反结构,沿着光轴由物侧至像侧依次包括设置在闪烁晶体A后侧的铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3、一号非球面反射镜4,在闪烁晶体A前侧设有两个二号非球面反射镜5(两个二号非球面反射镜5沿垂直于铅玻璃1的平面相对称),在二号非球面反射镜5与一号折叠反射镜6之间设有光阑B。
所述中继光学系统沿着光轴由物侧至像侧依次包括二号弯月正透镜7、三号弯月正透镜8、二号双凹负透镜9、双凸透镜10、三号双凹负透镜11、四号弯月正透镜12、四号双凹负透镜13。
所述铅玻璃1、一号双凹负透镜2、一号弯月正透镜3沿光轴的厚度分别为5mm、6mm、8.2mm;一号双凹负透镜2的物侧面半径和像侧面半径分别为-500mm、500mm,一号弯月正透镜3的物侧面半径和像侧面半径分别为79.5mm、5812mm;铅玻璃1与一号双凹负透镜2沿光轴间隔1mm;一号双凹负透镜2与一号弯月正透镜3沿光轴间隔1mm;一号弯月正透镜3与一号非球面反射镜4沿光轴间隔1mm。
一号非球面反射镜4半径180mm;二号非球面反射镜5半径240mm,与光阑B沿光轴间隔61mm,与铅玻璃1沿光轴间隔78mm;光阑B与一号折叠反射镜6沿光轴间隔116mm。
一号折叠反射镜6与二号弯月正透镜7沿光轴间隔281mm,二号弯月正透镜7与三号弯月正透镜8沿光轴间隔44mm,三号弯月正透镜8与二号双凹负透镜9沿光轴间隔25mm,二号双凹负透镜9与双凸透镜10沿光轴间隔2mm,双凸透镜10与三号双凹负透镜11沿光轴间隔12.3mm,三号双凹负透镜11与四号弯月正透镜12沿光轴间隔53mm,四号弯月正透镜12与四号双凹负透镜13沿光轴间隔22mm。
二号弯月正透镜7的物侧面半径和像侧面半径分别为133mm、1065mm,沿光轴的厚度16.5mm;三号弯月正透镜8的物侧面半径和像侧面半径分别为82mm、57.8mm,沿光轴的厚度12mm;二号双凹负透镜9的物侧面半径和像侧面半径分别为-58.6mm、1820mm,沿光轴的厚度6mm;双凸透镜10的物侧面半径和像侧面半径分别为63mm、-130mm,沿光轴的厚度17mm;三号双凹负透镜11的物侧面半径和像侧面半径分别为-76mm、1276mm,沿光轴的厚度6mm;四号弯月正透镜12的物侧面半径和像侧面半径分别为85mm、652mm,沿光轴的厚度10mm;四号双凹负透镜13的物侧面半径和像侧面半径分别为-82.6mm、132.8mm,沿光轴的厚度6mm。
四号双凹负透镜13与二号折叠反射镜14沿光轴间隔310mm,二号折叠反射镜14与大靶面相机的保护窗15沿光轴间隔100mm,大靶面相机的保护窗15厚度10mm,距离像面C9mm。
二号弯月正透镜7的材料为HZF11,三号弯月正透镜8的材料为HZF6,二号双凹负透镜9的材料为HLAF3B,双凸透镜10的材料为HF4,三号双凹负透镜11的材料为HZF88,四号弯月正透镜12的材料为HZF7LA,四号双凹负透镜13的材料为HLAF3B 。
对实施例2的系统进行设计分析计算,如图3~图5所示。结果为:(1)放大倍率:30倍;(2)数值孔径:0.6;(3)波长范围:450nm~650nm;(4)像方视场:±80mm。结果表明,该实施例在放大倍率、观测范围、光谱范围及分辨率等方面都超过了现有同类产品。

Claims (7)

1.一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,沿着光轴由物侧至像侧依次包括前端的X光荧光采集器、中端的中继光学系统和后端的大靶面相机的保护窗(15),在X光荧光采集器和中继光学系统之间设有一号折叠反射镜(6),在中继光学系统与大靶面相机的保护窗(15)之间设有二号折叠反射镜(14);
所述X光荧光采集器为大数值孔径的折反结构,沿着光轴由物侧至像侧依次包括设置在闪烁晶体(A)后侧的铅玻璃(1)、一号双凹负透镜(2)、一号弯月正透镜(3)、一号非球面反射镜(4),在闪烁晶体(A)前侧设有两个二号非球面反射镜(5),在二号非球面反射镜(5)与一号折叠反射镜(6)之间设有光阑(B)。
2.如权利要求1所述的一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,所述中继光学系统沿着光轴由物侧至像侧依次包括二号弯月正透镜(7)、三号弯月正透镜(8)、二号双凹负透镜(9)、双凸透镜(10)、三号双凹负透镜(11)、四号弯月正透镜(12)、四号双凹负透镜(13)。
3.如权利要求1所述的一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,所述铅玻璃(1)、一号双凹负透镜(2)、一号弯月正透镜(3)沿光轴的厚度分别为5mm、6mm、8.2mm;
一号双凹负透镜(2)的物侧面半径和像侧面半径分别为-480~-500mm、480~500mm,一号弯月正透镜(3)的物侧面半径和像侧面半径分别为75~80mm、5812mm;
铅玻璃(1)与一号双凹负透镜(2)沿光轴间隔1mm;一号双凹负透镜(2)与一号弯月正透镜(3)沿光轴间隔1mm;一号弯月正透镜(3)与一号非球面反射镜(4)沿光轴间隔1mm。
4.如权利要求1所述的一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,二号非球面反射镜(5)半径150~240mm,与光阑(B)沿光轴间隔61mm,与铅玻璃(1)沿光轴间隔72~78mm;光阑(B)与一号折叠反射镜(6)沿光轴间隔116mm;一号非球面反射镜(4)半径100~180mm。
5.如权利要求2所述的一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,一号折叠反射镜(6)与二号弯月正透镜(7)沿光轴间隔281mm,二号弯月正透镜(7)与三号弯月正透镜(8)沿光轴间隔44mm,三号弯月正透镜(8)与二号双凹负透镜(9)沿光轴间隔25mm,二号双凹负透镜(9)与双凸透镜(10)沿光轴间隔2mm,双凸透镜(10)与三号双凹负透镜(11)沿光轴间隔12.3mm,三号双凹负透镜(11)与四号弯月正透镜(12)沿光轴间隔53mm,四号弯月正透镜(12)与四号双凹负透镜(13)沿光轴间隔22mm;
二号弯月正透镜(7)的物侧面半径和像侧面半径分别为125~135mm、1065mm,沿光轴的厚度13~17mm;三号弯月正透镜(8)的物侧面半径和像侧面半径分别为75~85mm、54~58mm,沿光轴的厚度12mm;二号双凹负透镜(9)的物侧面半径和像侧面半径分别为-50~-60mm、1820mm,沿光轴的厚度6mm;双凸透镜(10)的物侧面半径和像侧面半径分别为56~63mm、-120~-130mm,沿光轴的厚度14~18mm;三号双凹负透镜(11)的物侧面半径和像侧面半径分别为-70~-76mm、1276mm,沿光轴的厚度6mm;四号弯月正透镜(12)的物侧面半径和像侧面半径分别为78~85mm、652mm,沿光轴的厚度8~10mm;四号双凹负透镜(13)的物侧面半径和像侧面半径分别为-75~-85mm、126~136mm,沿光轴的厚度6mm。
6.如权利要求2所述的一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,四号双凹负透镜(13)与二号折叠反射镜(14)沿光轴间隔310mm,二号折叠反射镜(14)与大靶面相机的保护窗(15)沿光轴间隔100mm,大靶面相机的保护窗(15)厚度10mm,距离像面(C)9mm。
7.如权利要求2所述的一种折反式超大视场X射线显微耦合光学成像系统,其特征在于,二号弯月正透镜(7)的材料为HZF11,三号弯月正透镜(8)的材料为HZF6,二号双凹负透镜(9)的材料为HLAF3B,双凸透镜(10)的材料为HF4,三号双凹负透镜(11)的材料为HZF88,四号弯月正透镜(12)的材料为HZF7LA,四号双凹负透镜(13)的材料为HLAF3B 。
CN202310280186.XA 2023-03-22 2023-03-22 一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统 Active CN115993713B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310280186.XA CN115993713B (zh) 2023-03-22 2023-03-22 一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310280186.XA CN115993713B (zh) 2023-03-22 2023-03-22 一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115993713A true CN115993713A (zh) 2023-04-21
CN115993713B CN115993713B (zh) 2023-06-09

Family

ID=85992355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310280186.XA Active CN115993713B (zh) 2023-03-22 2023-03-22 一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115993713B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118471783A (zh) * 2024-07-11 2024-08-09 国开启科量子技术(安徽)有限公司 荧光收集装置和量子计算设备

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04265900A (ja) * 1991-02-21 1992-09-22 Nikon Corp 結像型軟x線顕微鏡装置
JP2001356197A (ja) * 2000-04-10 2001-12-26 Rigaku Corp 小角散乱測定用のx線光学装置と多層膜ミラー
CN101359089A (zh) * 2008-10-08 2009-02-04 北京理工大学 轻小型大视场自由曲面棱镜头盔显示器光学系统
JP2010164839A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Ricoh Co Ltd 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置
US20150362639A1 (en) * 2013-03-07 2015-12-17 Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik Optical mirror, x-ray fluorescence analysis device, and method for x-ray fluorescence analysis
CN106604511A (zh) * 2016-11-24 2017-04-26 西北核技术研究所 一种测量高密度等离子体运动速度的方法和光学系统
CN107076966A (zh) * 2014-09-29 2017-08-18 Asml控股股份有限公司 高数值孔径物镜系统
CN108594411A (zh) * 2018-06-04 2018-09-28 凯迈(洛阳)测控有限公司 一种长焦距、大口径、多视场中波红外光学系统
CN111561998A (zh) * 2020-05-22 2020-08-21 中国科学院上海技术物理研究所 一种自由曲面长缝光谱仪光学系统
CN112577975A (zh) * 2020-05-15 2021-03-30 中国科学院高能物理研究所 一种纳米分辨x射线全场显微成像的方法及装置
CN113514484A (zh) * 2021-07-13 2021-10-19 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 适用于x射线成像的全光分幅系统
CN114878614A (zh) * 2022-04-28 2022-08-09 度微检测技术(杭州)有限公司 X射线光片共聚焦三维荧光显微成像系统和方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04265900A (ja) * 1991-02-21 1992-09-22 Nikon Corp 結像型軟x線顕微鏡装置
JP2001356197A (ja) * 2000-04-10 2001-12-26 Rigaku Corp 小角散乱測定用のx線光学装置と多層膜ミラー
CN101359089A (zh) * 2008-10-08 2009-02-04 北京理工大学 轻小型大视场自由曲面棱镜头盔显示器光学系统
JP2010164839A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Ricoh Co Ltd 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置
US20150362639A1 (en) * 2013-03-07 2015-12-17 Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik Optical mirror, x-ray fluorescence analysis device, and method for x-ray fluorescence analysis
CN107076966A (zh) * 2014-09-29 2017-08-18 Asml控股股份有限公司 高数值孔径物镜系统
CN106604511A (zh) * 2016-11-24 2017-04-26 西北核技术研究所 一种测量高密度等离子体运动速度的方法和光学系统
CN108594411A (zh) * 2018-06-04 2018-09-28 凯迈(洛阳)测控有限公司 一种长焦距、大口径、多视场中波红外光学系统
CN112577975A (zh) * 2020-05-15 2021-03-30 中国科学院高能物理研究所 一种纳米分辨x射线全场显微成像的方法及装置
CN111561998A (zh) * 2020-05-22 2020-08-21 中国科学院上海技术物理研究所 一种自由曲面长缝光谱仪光学系统
CN113514484A (zh) * 2021-07-13 2021-10-19 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 适用于x射线成像的全光分幅系统
CN114878614A (zh) * 2022-04-28 2022-08-09 度微检测技术(杭州)有限公司 X射线光片共聚焦三维荧光显微成像系统和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
乐孜纯;梁静秋;董文;王维彪;朱佩平;黄万霞;袁清习;王越;彭良强;全必胜;姚劲松;: "高能X射线组合透镜聚焦性能的实验结果", 光学学报, no. 02 *
曾吉勇,苏显渝: "折反射全景成像系统", 激光杂志, no. 06 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118471783A (zh) * 2024-07-11 2024-08-09 国开启科量子技术(安徽)有限公司 荧光收集装置和量子计算设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN115993713B (zh) 2023-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7110192B2 (en) System and method for a composite lens for a flow cytometer
WO2020048474A1 (zh) 显微物镜光学系统及光学设备
CN115993713B (zh) 一种折反式超大视场x射线显微耦合光学成像系统
Willstrop The Mersenne–Schmidt: a three-mirror survey telescope
CN107015349B (zh) 一种微光电视成像中继耦合光学系统
CN210166557U (zh) 一种大视场成像镜头
WO2022198787A1 (zh) 长焦距可见光连续变焦镜头
CN111258042A (zh) 一种折反射双波段无焦光学系统
CN115598818B (zh) 一种工业检测干式显微物镜
CN112180578A (zh) 一种可见光-中波红外双波段共孔径光学系统
CN110850571B (zh) 一种用于线扫摄像系统的超大靶面连续变焦镜头
CN103913840B (zh) 大口径折反式三组元连续变焦光学系统
CN115857151A (zh) 次镜切换和热光阑变f数的大变倍比中波红外光学系统
RU2451312C1 (ru) Объектив
CN111624741A (zh) 减焦增光附加镜
CN114488494B (zh) 一种制冷型中波红外两档变倍光学系统
RU2396581C1 (ru) Светосильный объектив
CN110543006A (zh) 一种大视场宽波段天文望远镜光学系统
CN111856737B (zh) 一种双光子光场计算显微物镜
CN211741706U (zh) 一种折反射双波段无焦光学系统
RU182711U1 (ru) Оптическая система оптико-электронного координатора
RU2415451C1 (ru) Зеркально-линзовый объектив
CN117031698B (zh) 一种多光谱广角镜头
CN214669833U (zh) 一种超大光圈观瞄镜镜头组件及观瞄镜
CN112099191B (zh) 一种具有抗激光干扰能力的大靶面高清镜头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant