利用光线追迹模拟表征 FOXSI 探空火箭实验中的鬼射线
天体物理仪器与方法
2020-12-30 v1 太阳与恒星天体物理
高能物理 - 实验
仪器与探测器
光学
空间物理
摘要
通过直接聚焦对 X 射线成像相比基于间接成像的技术具有更高的灵敏度和更大的动态范围。聚焦光学 X 射线太阳成像仪（FOXSI）是一个探空火箭载荷，使用七组嵌套 Wolter-I 型镜面通过直接聚焦在硬 X 射线波段观测太阳。表征这些光学系统的性能对于优化其表现和理解其所产生的数据至关重要。在本文中，我们提出并开发了一种用于研究 Wolter-I 型 X 射线镜面的光线追迹模拟。我们通过建模 FOXSI 火箭光学系统验证了该光线追迹模拟的准确性。我们发现模拟预测与在光学系统上测量的实验室数据之间具有令人满意的一致性。我们利用该光线追迹模拟表征了一种由单次反射射线（即鬼射线）构成的背景图样，这些射线由特定入射角的光子仅在两段式 Wolter-I 型面之一上反射并仍到达焦平面所产生。我们利用光线追迹模拟的结果来理解鬼射线对 FOXSI 光学模块的影响，并制定了一套可用于减轻该影响的策略。这些策略包括在 FOXSI 所使用的最小 Wolter-I 型镜的入口和出口处优化孔径板、一种蜂窝型准直器，以及放置在望远镜孔径处的楔形吸收体。该光线追迹模拟被证明是研究 Wolter-I 型 X 射线光学系统的可靠工具集。它可用于许多应用，包括天体物理学、材料科学以及医学成像。
引用
@article{arxiv.2010.07049,
title = {Use of a ray-tracing simulation to characterize ghost rays in the FOXSI rocket experiment},
author = {J. C. Buitrago-Casas and S. Christe and L. Glesener and S. Krucker and B. Ramsey and S. Bongiorno and K. Kilaru and P. S. Athiray and N. Narukage and S. Ishikawa and G. Dalton and S. Courtade S. Musset and J. Vievering and D. Ryan and S. Bale},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07049},
year = {2020}
}