专利名称：反射壁为由平面圆弧母线形成的回转曲面的龙虾眼透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种反射壁为由平面圆弧母线形成的回转曲面的龙虾眼透镜，属于光学元件技术领域。
背景技术：
龙虾眼透镜是基于生物龙虾眼睛的结构形式，利用光线在透镜内壁即反射壁的反射实现汇聚，所以在折转光线时并不会出现色散，进而不会产生色差，这使得龙虾眼透镜对光谱具有很强的适应性，在红外波段、紫外波段、甚至X射线波段都有很好的汇聚效果。并且，龙虾眼透镜的组成部分在空间排布上具有高度对称性，所以龙虾眼透镜不存在轴外像差，只有轴上点球差，视场角基本上没有限制。现有龙虾眼透镜应用于成像与能量系统。作为成像系统，龙虾眼透镜充当X射线的收集装置，其效果在于能够对障碍物后方的目标进 行X射线探测成像，另外，还能够应用于无损检测、安全检查等方面。作为能量系统，龙虾眼透镜用于天文学中对X射线暴或伽马射线暴的观测，其较大的视场角及对X射线较高的汇聚能力，使得其对X射线暴或伽马射线暴具有很高的敏感性。现有龙虾眼透镜由若干微通道管I构成，见图I所示，每个微通道管I都有自己的光轴，微通道管I呈正四棱台状，正四棱台的四个等腰梯形侧面内壁为龙虾眼透镜反射壁2，各微通道管I轴线为同一球心为点0的球体各个方位、俯仰方向的半径，各微通道管I构成的龙虾眼透镜是一个球体，该球体的某个球冠也是一种龙虾眼透镜，称为球冠龙虾眼透镜。龙虾眼透镜光学系统的聚焦效果受限于多种因素，当视场较小时其弥散斑直径与龙虾眼透镜微通道管I的口径a大小及龙虾眼透镜表面弯曲的曲率半径!^等有关。当微通道管I的口径a越小、表面弯曲的曲率半径ri越大，其聚焦效果越好。微通道管I 口径a确定，当无穷远平行光入射龙虾眼透镜时，见图2所示，光线经过反射壁2反射，反射光入射到焦面3处，在焦面3处弥散斑直径b为反射壁2长度c在平行光入射方向上的投影宽度d除以反射光与焦面3的夹角a’正弦值，因为正弦值数值上总是小于1，因此，弥散斑直径b总大于投影宽度d，因此，龙虾眼透镜的空间分辨率难以提闻。
发明内容
为了进一步减小龙虾眼透镜的弥散斑直径，提高龙虾眼透镜的空间分辨率，实现龙虾眼透镜在较大视场情况下获得较高分辨率成像，本发明提出一种反射壁为由平面圆弧母线形成的回转曲面的龙虾眼透镜。本发明之反射壁为由平面圆弧母线形成的回转曲面的龙虾眼透镜由若干微通道管构成，见图3所示，每个微通道管的轴线4为同一球心0的球体各个方位、俯仰方向的半径，每个微通道管由四个相同反射壁两两对称于微通道管的轴线4合围而成，其特征在于，所述反射壁为回转曲面反射壁，该回转曲面反射壁由平面圆弧母线5回转形成；该平面圆弧母线5起止于微通道管入射端和出射端，其曲率半径R由下式确定
权利要求
1.一种反射壁为由平面圆弧母线形成的回转曲面的龙虾眼透镜由若干微通道管构成，每个微通道管的轴线(4)为同一球心O的球体各个方位、俯仰方向的半径，每个微通道管由四个相同反射壁两两对称于微通道管的轴线(4)合围而成，其特征在于，所述反射壁为回转曲面反射壁，该回转曲面反射壁由平面圆弧母线(5)回转形成；该平面圆弧母线(5)起止于微通道管入射端和出射端，其曲率半径R由下式确定
全文摘要
反射壁为由平面圆弧母线形成的回转曲面的龙虾眼透镜属于光学元件技术领域。现有龙虾眼透镜其微通道管反射壁为平面，成像弥散斑直径较大，龙虾眼透镜的空间分辨率难以提高。本发明之龙虾眼透镜由若干微通道管构成，每个微通道管的轴线为同一球心O的球体各个方位、俯仰方向的半径，每个微通道管由四个相同反射壁两两对称于微通道管的轴线合围而成，其特征在于，所述反射壁为回转曲面反射壁，该回转曲面反射壁由平面圆弧母线回转形成；该平面圆弧母线起止于微通道管入射端和出射端，其曲率半径R由下式确定式中l为平面圆弧母线的弦长，γ为微通道管张角；平面圆弧母线的弦的延长线与球心O相交，平面圆弧母线回转轴过球心O并与平面圆弧母线的弦的延长线垂直。
文档编号G02B27/00GK102681169SQ20121015207
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者付跃刚, 刘智颖, 张磊, 李卓霖, 欧阳名钊, 王加科, 胡源, 贺文俊, 高天元 申请人:长春理工大学