面向 X 射线天文学的宽场光学设计新方案
天体物理仪器与方法
2025-04-07 v1
摘要
数十年来，天文学 X 射线望远镜一直采用Wolter type-1 光学设计，该设计在轴向上提供准眳像成像，但对于离轴源存在色差和更高阶像差。Wolter-Schwarzschild 设计在轴向上也具备准眳像成像，尽管存在更高阶像差，但已消除色差，因此优于Wolter type-1。Wolter type-1 和Wolter-Schwarzschild 设计均针对轴向源进行优化，但在覆盖宽广视场时的平均角分辨率下降， averaging 权重以视场覆盖面积为准。一种在视场边缘最大化角分辨率而非中心的光学设计，更适用于需要进行深空天文测绘或太阳观测的宽场 X 射线望远镜。Hyperboloid-Hyperboloid 光学设计可在牺牲轴向分辨率以换取视场角分辨率的权衡下，为视场超过特定尺寸的场合提供改进的面积加权平均角分辨率。本文引入一种新型光学设计，该设计无色差，能够在任意期望视场角度上最大化角分辨率。该设计在任何视场尺寸上的平均性能均优于Wolter-1、Wolter-Schwarzschild 和Hyperboloid-Hyperboloid 设计。该性能提升在其他望远镜参数（如直径、焦距和镜面长度）变化下仍保持一致。利用该新光学设计，我们还设计了一个全视场太阳 X 射线望远镜。
引用
@article{arxiv.2504.03265,
title = {A Novel Optical Design for Wide-Field Imaging in X-ray Astronomy},
author = {Neeraj K. Tiwari and Santosh V. Vadawale and N. P. S. Mithun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.03265},
year = {2025}
}
备注
This paper has been published in Experimental Astronomy