连接同步辐射技术与空间天文的电铸X射线光学器件的研制
摘要
我们利用一种原创的电铸复制技术研制了X射线望远镜镜片，该技术是通过为同步辐射X射线显微镜制造毫米孔径、超短焦距纳米聚焦镜而建立的。本文展示了对一个直径60毫米、全周、双反射整体式电铸镍镜及其镜片模块组件（Mirror Module Assembly, MMA）进行X射线照射测试的详细结果。实验在SPring-8的1公里光束线BL29XUL上进行。为了模拟来自天体的平行X射线束，我们构建了一个专用的评估系统，即高亮度X射线公里级大面积扩展光束评估系统（High-Brilliance X-ray Kilometer-long Large-Area Expanded-beam Evaluation System, HBX-KLAEES）。由于HBX-KLAEES提供的高光子通量和具有小发散角的准点状光源，成像性能得以高保真度评估，能够分辨点扩散函数（Point Spread Function, PSF）的尖锐核心和大角度分量。结果显示，即使在集成到MMA之后，其核心也极其尖锐，半高全宽（Full Width at Half Maximum, FWHM）为0.7角秒，半功率直径（Half Power Diameter, HPD）为14角秒。此外，在主镜和次镜部分，角分辨率与轴向面形误差之间均存在正相关，表明轴向面形误差会导致图像质量下降。基于这些结果，该MMA被选为FOXSI-4探空火箭实验的硬X射线光学器件之一，该实验对太阳耀斑进行高分辨率软硬X射线成像光谱分析，并已成功发射。这些结果展示了进一步提高角分辨率以及为包括立方星在内的小型卫星开发高分辨率、超短焦距X射线光学器件的潜力。
引用
@article{arxiv.2601.19188,
title = {Development of Electroformed X-ray Optics Bridging Synchrotron Technology and Space Astronomy},
author = {Ryuto Fujii and Koki Sakuta and Kazuki Ampuku and Yusuke Yoshida and Makoto Yoshihara and Ayumu Takigawa and Keitoku Yoshihira and Tetsuo Kano and Naoki Ishida and Noriyuki Narukage and Keisuke Tamura and Kikuko Miyata and Gota Yamaguchi and Hidekazu Takano and Yoshiki Kohmura and Shutaro Mohri and Takehiro Kume and Yusuke Matsuzawa and Yoichi Imamura and Takahiro Saito and Kentaro Hiraguri and Hirokazu Hashizume and Hidekazu Mimura and Ikuyuki Mitsuishi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19188},
year = {2026}
}
备注
13 paegs, 9 figures, accepted for publication in Publications of the Astronomical Society of the Pacific (PASP)