專利名稱：反射壁為由平面圓弧母線形成的回轉曲面的龍蝦眼透鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種反射壁為由平面圓弧母線形成的回轉曲面的龍蝦眼透鏡，屬于光學元件技術領域。
背景技術：
龍蝦眼透鏡是基于生物龍蝦眼睛的結構形式，利用光線在透鏡內壁即反射壁的反射實現匯聚，所以在折轉光線時并不會出現色散，進而不會產生色差，這使得龍蝦眼透鏡對光譜具有很強的適應性，在紅外波段、紫外波段、甚至X射線波段都有很好的匯聚效果。并且，龍蝦眼透鏡的組成部分在空間排布上具有高度對稱性，所以龍蝦眼透鏡不存在軸外像差，只有軸上點球差，視場角基本上沒有限制。現有龍蝦眼透鏡應用于成像與能量系統。作為成像系統，龍蝦眼透鏡充當X射線的收集裝置，其效果在于能夠對障礙物后方的目標進 行X射線探測成像，另外，還能夠應用于無損檢測、安全檢查等方面。作為能量系統，龍蝦眼透鏡用于天文學中對X射線暴或伽馬射線暴的觀測，其較大的視場角及對X射線較高的匯聚能力，使得其對X射線暴或伽馬射線暴具有很高的敏感性。現有龍蝦眼透鏡由若干微通道管I構成，見圖I所示，每個微通道管I都有自己的光軸，微通道管I呈正四棱臺狀，正四棱臺的四個等腰梯形側面內壁為龍蝦眼透鏡反射壁2，各微通道管I軸線為同一球心為點0的球體各個方位、俯仰方向的半徑，各微通道管I構成的龍蝦眼透鏡是一個球體，該球體的某個球冠也是一種龍蝦眼透鏡，稱為球冠龍蝦眼透鏡。龍蝦眼透鏡光學系統的聚焦效果受限于多種因素，當視場較小時其彌散斑直徑與龍蝦眼透鏡微通道管I的口徑a大小及龍蝦眼透鏡表面彎曲的曲率半徑!^等有關。當微通道管I的口徑a越小、表面彎曲的曲率半徑ri越大，其聚焦效果越好。微通道管I 口徑a確定，當無窮遠平行光入射龍蝦眼透鏡時，見圖2所示，光線經過反射壁2反射，反射光入射到焦面3處，在焦面3處彌散斑直徑b為反射壁2長度c在平行光入射方向上的投影寬度d除以反射光與焦面3的夾角a’正弦值，因為正弦值數值上總是小于1，因此，彌散斑直徑b總大于投影寬度d，因此，龍蝦眼透鏡的空間分辨率難以提聞。

發明內容
為了進一步減小龍蝦眼透鏡的彌散斑直徑，提高龍蝦眼透鏡的空間分辨率，實現龍蝦眼透鏡在較大視場情況下獲得較高分辨率成像，本發明提出一種反射壁為由平面圓弧母線形成的回轉曲面的龍蝦眼透鏡。本發明之反射壁為由平面圓弧母線形成的回轉曲面的龍蝦眼透鏡由若干微通道管構成，見圖3所示，每個微通道管的軸線4為同一球心0的球體各個方位、俯仰方向的半徑，每個微通道管由四個相同反射壁兩兩對稱于微通道管的軸線4合圍而成，其特征在于，所述反射壁為回轉曲面反射壁，該回轉曲面反射壁由平面圓弧母線5回轉形成；該平面圓弧母線5起止于微通道管入射端和出射端，其曲率半徑R由下式確定
權利要求
1.一種反射壁為由平面圓弧母線形成的回轉曲面的龍蝦眼透鏡由若干微通道管構成，每個微通道管的軸線(4)為同一球心O的球體各個方位、俯仰方向的半徑，每個微通道管由四個相同反射壁兩兩對稱于微通道管的軸線(4)合圍而成，其特征在于，所述反射壁為回轉曲面反射壁，該回轉曲面反射壁由平面圓弧母線(5)回轉形成；該平面圓弧母線(5)起止于微通道管入射端和出射端，其曲率半徑R由下式確定
全文摘要
反射壁為由平面圓弧母線形成的回轉曲面的龍蝦眼透鏡屬于光學元件技術領域。現有龍蝦眼透鏡其微通道管反射壁為平面，成像彌散斑直徑較大，龍蝦眼透鏡的空間分辨率難以提高。本發明之龍蝦眼透鏡由若干微通道管構成，每個微通道管的軸線為同一球心O的球體各個方位、俯仰方向的半徑，每個微通道管由四個相同反射壁兩兩對稱于微通道管的軸線合圍而成，其特征在于，所述反射壁為回轉曲面反射壁，該回轉曲面反射壁由平面圓弧母線回轉形成；該平面圓弧母線起止于微通道管入射端和出射端，其曲率半徑R由下式確定式中l為平面圓弧母線的弦長，γ為微通道管張角；平面圓弧母線的弦的延長線與球心O相交，平面圓弧母線回轉軸過球心O并與平面圓弧母線的弦的延長線垂直。
文檔編號G02B27/00GK102681169SQ20121015207
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者付躍剛, 劉智穎, 張磊, 李卓霖, 歐陽名釗, 王加科, 胡源, 賀文俊, 高天元 申請人:長春理工大學