CN215728862U - 用于空间卫星探测x射线的微孔光学元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空间探测科学卫星技术领域，具体公开一种用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，包括：热弯形成的阵列式的微通道玻璃基体，其中每个微通道具有各自的光轴，每个微通道的截面成正方形，正方形的边长为微米级；微通道玻璃基体限定第一表面和第二表面，分别指向每个微通道入光侧和出光侧；在指向入光侧的第一表面依次设置有用于增强X射线在微通道中的反射率的金属膜、中间连接膜以及用于遮挡宇宙中的可见光的遮光膜，金属膜镀制在第一表面上并与其直接接触。本实用新型的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，可探测宇宙中星体发射的X射线，并增强遮光膜与玻璃基底与金属增强膜之间的结合附着力，防止遮光膜脱落。

Description

用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件

技术领域

本实用新型涉及空间探测科学卫星技术领域，尤其是空间探测科学卫星中对X射线探测的汇聚技术，具体而言涉及一种用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件。

背景技术

宇宙中存在大量能辐射X射线的天体，通过对X射线的有效准直，能够精确锁定宇宙目标源，配合后端大面积SDD探测器，能够实现高精度的时变与偏振探测，进而可以探究星体活动的迹象并追踪发现新的星体，例如在增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)探测计划中，采用独特的方式汇集了四种具有不同探测能力的X射线望远镜荷载，具有同时测量多参数的能力。

龙虾眼透镜MPO作为一种微孔光学元件，可以对接受的X射线进行聚焦，通过该原理可以使用MPO对宇宙中的星体活动进行探测。MPO是由一根根光学玻璃排列而成的弯板状结构，中间有上百万个方形微孔通道。X射线在通过方形微孔通道时，可以在通道内壁的表面进行反射，进而在MPO的焦距处进行聚焦。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，对宇宙中星体发射出的X射线进行探测，并且增强遮光膜与玻璃基底与金属增强膜之间的结合附着力，防止遮光膜脱落。

根据本实用新型的第一方面提出一种用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，包括：

热弯形成的阵列式的微通道玻璃基体，其中每个微通道具有各自的光轴，每个微通道的截面成正方形，正方形的边长为微米级；

其中，所述微通道玻璃基体限定第一表面和第二表面，分别指向每个微通道入光侧和出光侧；

在指向入光侧的第一表面依次设置有用于增强X射线在微通道中的反射率的金属膜、中间连接膜以及用于遮挡宇宙中的可见光的遮光膜，所述金属膜镀制在第一表面上并与其直接接触。

优选地，所述正方形的边长为10μm-100μm。

优选地，所述微通道的排布角度一致。

优选地，所述微通道玻璃基体为球面蜂窝状结构或者平板型蜂窝状结构。

优选地，所述金属膜为金属铱膜，厚度在15～35nm范围内。

优选地，所述中间连接膜为氟化物膜，厚度为1nm。

优选地，所述中间连接膜为氟化物膜为氟化物锂膜(LiF)。

优选地，所述遮光膜为金属铝膜，厚度在70nm-80nm。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1所示示例的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，包括：热弯形成的阵列式的微通道玻璃基体1以及在基体表面制备的金属膜2、中间连接膜3以及遮光膜4。金属膜3用于增强X射线在微通道中的反射率，遮光膜4用于遮挡宇宙中的可见光，以消除遮挡宇宙中的可见光的干扰，防止影响X射线探测效果。中间连接膜3位于二者之间，用于提高遮光膜4和金属膜2之间的粘附力，减少和消除遮光膜脱落的风险。

如图1所示，玻璃基体1的每个微通道作为一个独立的微孔单元，均具有各自的光轴。每个微通道的截面成正方形，正方形的边长为微米级。在本实施例的实施例中，正方形的边长为10μm-100μm。而且，微通道的排布角度一致，整体排列形成球面蜂窝状结构或者平板型蜂窝状结构。

如图1所示的侧面结构示意图，标号1的玻璃基体中具有多个以斜线剖视表示的微通道。

结合图1，微通道玻璃基体限定了第一表面和第二表面，分别指向每个微通道入光侧和出光侧。在指向入光侧的第一表面依次设置金属膜2、中间连接膜3以及遮光膜4，其中金属膜2直接镀制在第一表面上并与其直接接触。

作为可选的方案，金属膜2为金属铱膜，厚度在15～35nm范围内。

其中，前述的中间连接膜3为氟化物膜，厚度为1nm。优选采用氟化物锂膜(LiF)。

作为可选的方案，遮光膜4为金属铝膜，厚度在70nm-80nm。

下面示例性的描述本实用新型的微孔光学元件的制作过程：

步骤1、制备玻璃光纤平行排列组成的弯板结构1；

步骤2、在弯板结构上使用ALD技术制备金属膜2；

步骤3、使用真空热蒸镀技术在金属膜2上制备氟化物膜3；

步骤4、使用真空热蒸镀技术在氟化物膜3的基础上制备遮光膜4。

其中，玻璃光纤平行排列组成的弯板结构1，其制备工序可采用传统的工艺步骤实现，例如包括：拉丝、排屏、压屏、切片、腐蚀以及热弯处理。

在拉丝的制备工序中，需尽可能保证单丝、复丝丝径的均匀一致性，其丝径偏差应控制在0.01mm内。

在压屏的制备工序中，需保证弯板结构的对边收缩一致性，避免出现收缩不一致的问题。

在切片的制备工序中，需尽可能保证切片角度在90°，保证弯板结构的垂直性。

在制备平弯板结构的腐蚀工序中，应保证弯板结构的微孔通道被完全腐蚀通透。

在前述步骤3、4的制备过程中使用的真空热蒸镀技术，真空度应保持在5×10^-5Pa以下，防止沉积的过程中被氧化；制备过程中，保证沉积速率、沉积厚度的均匀性，使得制备的遮光膜致密、平整，且膜层内部无氧化现象。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，包括：

热弯形成的阵列式的微通道玻璃基体，其中每个微通道具有各自的光轴，每个微通道的截面成正方形，正方形的边长为微米级；

其中，所述微通道玻璃基体限定第一表面和第二表面，分别指向每个微通道入光侧和出光侧；

在指向入光侧的第一表面依次设置有用于增强X射线在微通道中的反射率的金属膜、中间连接膜以及用于遮挡宇宙中的可见光的遮光膜，所述金属膜镀制在第一表面上并与其直接接触。

2.根据权利要求1所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述正方形的边长为10μm-100μm。

3.根据权利要求1所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述微通道的排布角度一致。

4.根据权利要求1所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述微通道玻璃基体为球面蜂窝状结构或者平板型蜂窝状结构。

5.根据权利要求1所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述金属膜为金属铱膜，厚度在15～35nm范围内。

6.根据权利要求1所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述中间连接膜为氟化物膜，厚度为1nm。

7.根据权利要求6所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述中间连接膜为氟化物膜为氟化物锂膜(LiF)。

8.根据权利要求1所述的用于空间卫星探测X射线的微孔光学元件，其特征在于，所述遮光膜为金属铝膜，厚度在70nm-80nm。

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