空间x射线探测用遮光膜的光学性能表征

(1. Particle Astrophysics Division, Institute of High Energy
PbyHcs, CbinfseAcadfTny
BKjdzig 100049, C加?
2. Co“£g£ of Mathw加atics and Physics, Beijing University of Chemical
收稿日期:2019-07-15;修订日期:2019-08-14. 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No. 11203025/a030803)；中国科学院空间科学战略性先导科技专项(No.
XDA15020501)
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光学精密工程
satisfy the present requirements of spaceX-ray surveys. Key words: X-ray； filter； space survey； optical properties
摘要：为了满足国内外空间X射线探测的需求,研制了可透过X射线同时阻挡紫外可见红外波段杂散光的X射线遮光 膜。利用紫外可见分光光度计和同步辐射光源对遮光膜的光学性能进行了表征，并对其几何结构和光学性能的关系进 行了分析。实验结果表明：在紫外、可见和红外波段，聚酰亚胺表面铝膜的厚度越大，其透过率越低，聚酰亚胺表面蒸镀 厚度为120 nm铝膜时遮光膜的透过率已低于1.0X10^；且聚酰亚胺表面单面镀铝的遮光膜的挡光效果优于双面镀铝 的遮光膜。在X射线波段，遮光膜的透过率只取决于聚酰亚胺的总厚度和铝膜的总厚度 ，与分层结构无关。本课题组自 行研制的遮光膜基本满足目前国内空间探测项目的需求。 关 键 词:X射线；9光膜；空间探测；光学性能 中图分类号:P171. 3 文献标识码：A doi：10.3788/OPE.20192711.2337
Optical property characterization of optical blocking filters used in space X-ray survey
CHEN Tian-xiang* , GAO Na」,LI Lin2 , CHEN Yong1 , XU Yu-peng」,LU Fang-jun1
第27卷第11期 2019年11月
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
Vol 27 No. 11 Nov. 2019
文章编号 1004-924X(2019)11-2337-06
空间X射线探测用遮光膜的光学性能表征
陈田祥"，高 娜1李 琳2陈 勇徐玉朋卢方军1
(1.中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心，北京100049； 2北京化工大学数理学院，北京100029)
Technology ^^ing 100019 ^^ina)
3 Corresponding aythor, E—ma讥：hep. ac. cn
Abstract: In order to satisfy the requirements of spare X-ray surveys at home and abroad, some X-ray filters could be used in space project weremanufactured. First, the transmission properties were char­ acterized by UV-V is spectrometer and X-ray source of synchrotron radiation. The relationship be­ tween the optical properties and geographic structure of X-ray filters was studied. The results indicate that in the ultraviolet, visible, and infrared bands, the transmission decreased as the thickness of the Al layer increased. The transmission of filters, whose Al layers are deposited on one side of polyim­ ide, is lower than that whose Al layers are deposited on both sides of polyimide. The transmission is less than 104 while the thickness of Al layers is 120 nm. In the X-ray band, the transmission is deter­ mined by the whole thickness of polyimide and the whole thickness of AL The proposed filters can
间X射线探测作为空间天文探测的重要 分支口可，主要是利用高空气球、火箭和卫星等 空间载体搭载X射线望远镜探测空间中的X射 线信号，进而分析和研究宇宙中黑洞、脉冲星等 天体的结构、性质、演变及相互作用机理等。空 间X射线望远镜的光学结构在受到紫外、可见 以及红外光等杂散信号（简称杂散光）的辐照时 会发生热变形，影响探测精度，因此需要在望远 镜光路中增加一层能透过X射线，同时阻止杂 散光的遮光膜®来避免望远镜结构的热变形； 另外，大部分X射线探测器在探测X射线信号 的同时，对紫外、可见以及红外光等杂散光都会 有响应。这些杂散光极大地影响了探测器的性 能，甚至导致探测器工作异常，从减少杂散光对 探测器的影响角度考虑，这层遮光膜也是必须 的E。国际上通用的遮光膜是在聚合物表面 （常用聚酰亚胺）蒸镀不同厚度的铝膜来实现其 滤光功能的2」。这些遮光膜大都采取胶合的方 式与金属支撑框架或者网格结合在一起，残余 的结合胶会影响遮光膜对X射线的透过率及其 透光均匀性。为了满足国内空间X射线探测对 遮光膜的需求囚，本课题组在传统的镀铝高分 子材料遮光膜的基础之上，研制了一种由直接 在聚酰亚胺表面制备的镰网支撑的聚酰亚胺镀 铝遮光膜卩旧。这些遮光膜已成功应用于慧眼 卫星，目前在轨运行正常⑴\