專利名稱：一種星載脈沖星x射線能譜儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及空間脈沖星探測領域，特別涉及一種星載脈沖星X射線能譜儀。
背景技術：
X射線脈沖星被譽為自然界最穩定的天文時鐘，應用X射線脈沖星可以實現航天器時間和位置的高精度測量。基于X射線脈沖星導航是一種新的天文導航方法，而脈沖星X射線探測器是脈沖星導航的核心組成部分。由于大氣層的阻擋作用，來自脈沖星的X射線不可能抵達地面，所以脈沖星的X射線探測多是在衛星上開展。目前星載的脈沖星X射線探測器由兩部分組成:收集X射線的光學部件和光電轉換部件。收集X射線的光學部分可采用X射線望遠鏡或者準直器，由于脈沖星的X射線輻射強度非常微弱，光收集面積要求做到I平方米級別，造價昂貴，體積巨大，所以用于脈沖星導航的X射線探測器更傾向于采用準直器的方式。但這種方式只能達到限制視場角的作用，由于無聚焦功能，與準直器匹配的探測器要么采用體積巨大的氣體探測器或者專門研發大面陣的半導體探測器，不利于在衛星上的使用。
發明內容
本發明的目的在于克服現有設備體積巨大、造價昂貴的缺陷，從而提供一種適合在衛星上使用體積小、造價低的星載脈沖星X射線能譜儀。為了實現上述目的，本發明提供了一種星載脈沖星X射線能譜儀，包括:組合式X射線毛細管光學透鏡2和X射線能量探測器4 ;其中，所述的組合式X射線毛細管光學透鏡2用于將平行入射或近平行入射的X射線匯聚到透鏡焦點上，該透鏡由多個毛細管光學透鏡組合而成；所述X射線能量探測器4用于將X射線光信號轉變為電信號，該X射線能量探測器4安裝在所述組合式X射線毛細管光學透鏡2的焦點處，且使所述X射線能量探測器4的表面垂直于組合式X射線毛細管光學透鏡2的光軸5。上述技術方案中，所述組合式X射線毛細管光學透鏡2的收集面積直徑在1 mm-20mm 之間。上述技術方案中，所述組合式X射線毛細管光學透鏡2中的毛細管光學透鏡的直徑在微米級別。上述技術方案中，所述的X射線能量探測器4采用硅漂移探測器或電耦合器件實現。本發明的優點在于:1.本發明的星載脈沖星X射線能譜儀采用組合式X射線毛細管光學透鏡，可以實現超大的X射線光收集面積，同時焦距較小，便于儀器小型化。2.本發明的組合式X射線毛細管光學透鏡對X射線的傳輸效率高，焦斑尺寸小，可以選用小敏感面積的探測器，有利于較低能量的X射線光子探測和更快的時間響應。
3.本發明結構簡單，體積小，重量輕，既可以做X射線強度測量也可以做能譜測量。4.由于X射線毛細管光學透鏡的傳輸特性，可以有效抑制空間中粒子輻射的干擾，以及視場外X射線的干擾。
圖1是本發明的星載脈沖星X射線能譜儀的結構示意圖。圖面說明I 入射的X射線2 組合式X射線毛細管光學透鏡3 聚焦后的X射線 4 X射線能量探測器5 光軸
具體實施例方式現結合附圖對本發明作進ー步的描述。圖1為本發明的星載脈沖星X射線能譜儀的結構示意圖，該能譜儀包括:組合式X射線毛細管光學透鏡2和X射線能量探測器4 ;其中，所述的組合式X射線毛細管光學透鏡2用于將平行入射或近平行入射的 X射線匯聚到透鏡焦點上，該透鏡由多個毛細管光學透鏡組合而成；所述X射線能量探測器4用于將X射線光信號轉變為電信號，該X射線能量探測器4安裝在所述組合式X射線毛細管光學透鏡2的焦點處，且應當使所述X射線能量探測器4的表面垂直于組合式X射線毛細管光學透鏡2的光軸5。組合式X射線毛細管光學透鏡2中的毛細管光學透鏡的直徑在微米級別；所述組合式X射線毛細管光學透鏡2的收集面積直徑在1_-20_之間。所述的X射線能量探測器4采用硅漂移探測器(SDD)或電耦合器件(CXD)實現。本發明的工作過程為:來自脈沖星的微弱X射線I平行入射到組合式X射線毛細管光學透鏡2的各個毛細管的前端面，經組合式X射線毛細管光學透鏡2聚焦，聚焦X射線3入射到組合式X射線毛細管光學透鏡2焦點上，在焦點位置放置X射線能量探測器4將X射線光信號轉變為電信號，經進一歩處理，能夠探測X射線的能量及強度。最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種星載脈沖星X射線能譜儀，其特征在干，包括:組合式X射線毛細管光學透鏡(2)和X射線能量探測器(4);其中， 所述的組合式X射線毛細管光學透鏡(2)用于將平行入射或近平行入射的X射線匯聚到透鏡焦點上，該透鏡由多個毛細管光學透鏡組合而成；所述X射線能量探測器(4)用于將X射線光信號轉變為電信號，該X射線能量探測器(4)安裝在所述組合式X射線毛細管光學透鏡(2)的焦點處，且使所述X射線能量探測器(4)的表面垂直于組合式X射線毛細管光學透鏡(2 )的光軸(5 )。
2.根據權利要求1所述的星載脈沖星X射線能譜儀，其特征在于，所述組合式X射線毛細管光學透鏡(2)的收集面積直徑在lmm-20mm之間。
3.根據權利要求1所述的星載脈沖星X射線能譜儀，其特征在于，所述組合式X射線毛細管光學透鏡(2)中的毛細管光學透鏡的直徑在微米級別。
4.根據權利要求1所述的星載脈沖星X射線能譜儀，其特征在于，所述的X射線能量探測器(4)采用硅漂移探測器或電耦合器件實現。
全文摘要
本發明涉及一種星載脈沖星X射線能譜儀，包括組合式X射線毛細管光學透鏡和X射線能量探測器；其中，組合式X射線毛細管光學透鏡用于將平行入射或近平行入射的X射線匯聚到透鏡焦點上，該透鏡由多個毛細管光學透鏡組合而成；X射線能量探測器用于將X射線光信號轉變為電信號，該X射線能量探測器安裝在所述組合式X射線毛細管光學透鏡的焦點處，且使所述X射線能量探測器的表面垂直于組合式X射線毛細管光學透鏡的光軸。
文檔編號G01T1/36GK103091700SQ201310008548
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者李保權 申請人:中國科學院空間科學與應用研究中心