ФОКУСИРУЮЩАЯ ОПТИКА СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ.

Валентин Викторович Лидер

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

ФОКУСИРУЮЩАЯ ОПТИКА СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ.

В. В. Лидер

2021-06-05

https://doi.org/10.24108/preprints-3112240

Обзор посвящен принципам, современному состоянию и проблемам оптики скользящего падения для фокусировки мягкого рентгеновского излучения, используемой в телескопах на орбитальных станциях. Рассматриваются возможности построения легких рентгеновских телескопов с большой эффективной площадью сбора данных и хорошим угловым разрешением на основе оптики Киркпатрика-Баеза, Вольтера, а также оптики «глаза лобстера». Особое внимание уделяется описанию методов оптимизации параметров рентгеновской оптики и производства рентгеновских зеркал.

Ссылка для цитирования:

Лидер В. В. 2021. ФОКУСИРУЮЩАЯ ОПТИКА СКОЛЬЗЯЩЕГО ПАДЕНИЯ ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3112240

Список литературы

1. Trumper I et al. Adv. Opt. Photon. 10 644 (2018)

2. Michette A G Optical systems for soft X-rays. (New York: Plenum Press, 1986); Мишетт А Оптика мягкого рентгеновского излучения. Перевод с английского (М.: Мир 1989)

3. Marshall F J Rev. Sci. Instrum. 83 10E518 (2012)

4. Dyson J Proc. Phys. Soc. London Sect. B 65 580 (1952)

5. Hignette O et al. Proc. SPIE 4499 105 (2001)

6. Aschenbach B Rep. Prog. Phys. 48 579 (1985)

7. Suzuki Y, Uchida F Rev. Sci. Instrum. 63 578 (1992)

8. Kirkpatric P, Baez A V J. Opt. Soc. Am. 38 766 (1948)

9. Mimura H et al. Jpn. J. Appl. Phys. 44 539 (2005)

10. Abbe E Jenaisch. Ges. Med. Naturw. 129 (1878)

11. Wolter H Ann. Phys. 10 94 (1952)

12. Lemaitre G R Proc. SPIE 7011 701110 (2008)

13. Wilkins S W et al. Rev. Sci. instrum. 60 1026 (1989)

14. Chapman H N, Nugent K A, Wilkins S W Rev. Sci. Instr. 62 1542 (1991)

15. Fraser G W et al. Proc. SPIE 1546 41 (1992)

16. Kaaret P et al. Appl. Opt. 31 7339 (1992)

17. Priedhorsky W.C., Peele A. G., Nugene K. A. An X-ray all-sky monitor with extraordinary sensitivity. Mon. Not. R. Astron. Soc. 279 733 (1996)

18. Fraser G W et al. Proc. SPIE 4497 115 (2002)

19. Spiga D Development of multilayer-coated mirrors for future X-ray telescopes. Ph.D. Università deli Studi Milano Bicocca, 2005

20. Van Speybroeck L P, Chase R C Appl. Opt. 11 440 (1972)

21. O'Dell S L et al. Proc. SPIE 7803 78030H (2010)

22. Spiga D Proc. SPIE 6688 66880K (2007)

23. Wille E, Bavdaz M Acta Astronautica 116 50 (2015)

24. Saha T T, McClelland R S, Zhang W W Proc. SPIE 9144 914418 (2014)

25. Spiga D Astron. & Astrophys. 529 A18 (2011)

26. Saha T T Proc. SPIE 640 10 (1986)

27. Saha T T Appl. Opt. 26 658 (1987)

28. Saha T T Appl. Opt. 27 1492 (1988)

29. Cash W, Shealy D L, Underwood J Proc. SPIE 184 228 (1979)

30. Turner M J L et al. Astron. & Astrophys. 365 L27 (2001)

31. Schwarzchild K Abh. Wiss. Göttingen IV № 2 (1905)

32. Wolter H Ann. Phys. 10 286 (1952)

33. Chase R C, Van Speybroeck L P Appl. Opt. 12 1042 (1973)

34. Nariai K Appl. Opt. 26 4428 (1987)

35. Nariai K Appl. Opt. 27 345 (1988)

36. Harvey J E, Thompson P L Proc. SPIE 3766 173 (1999)

37. Werner W Appl. Opt. 16 764 (1977)

38. Burrows C J, Burg R, Giacconi R Astrophys. J. 392 760 (1992)

39. Conconi P, Campana S Astron. & Astrophys. 372 1088 (2001)

40. Conconi P et al. Mon. Not. R. Astron. Soc. 405 877 (2010)

41. Elsner R F et al. Proc. SPIE 7732 77322L (2010)

42. Petre R, Serlemitsos P J Appl. Opt. 24 1833 (1985)

43. Koglin J E et al. Proc. SPIE 5488 856867 (2004)

44. Chen S, Ma S, Wang Z-S Chin. Opt. Lett. 14 123401 (2016)

45. Liao Y, Shen Z, Wang Z-S J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 5 014004 (2019)

46. DeRoo C T et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 4 019004 (2018)

47. Windt D L, Conley R Proc. SPIE 9603 96031Н (2015)

48. Gaskin J A et al. Proc. SPIE 9601 96010J (2015)

49. Kilaru K, Ramsey B D, Atkins C Proc. SPIE 10399 103991F (2017)

50. Civitani M et al. Proc. SPIE 9905 990578 (2016)

51. Yamada J et al. Rev. Sci. Instrum. 86 093103 (2015)

52. Chalifoux B D, Heilmann R K, Schattenburg M L Proc. SPIE 9144 91444D (2014)

53. Chalifoux B D et al. Opt. Express 27 11182 (2019)

54. Reid P B et al. Proc. SPIE 9208 920807 (2014)

55. Safronov A G Proc. SPIE 2774 494 (1996)

56. O'Dell S L et al. Proc. SPIE 8503 850307 (2012)

57. Elvis M et al. Proc.SPIE 6266 62661K (2006)

58. Feldman C et al. Proc. SPIE 7011 70110Y (2008)

59. Reid P B et al. Proc. SPIE 7011 70110V (2008)

60. Vikhlinin A et al. Proc. SPIE 8443 844316 (2012)

61. Cotroneo V et al. Proc. SPIE 8503 850309 (2012)

62. Lillie C F et al. Proc. SPIE 8777 877717 (2013)

63. Schwartz D A et al. Proc. SPIE 9208 920806 (2014)

64. Ulmer M P et al. Proc. SPIE 8861, 88611R (2013)

65. Ulmer M P et al. Proc. SPIE 9208 920808 (2014)

66. Ulmer M P et al. Proc. SPIE 10399 103991N (2017)

67. Wang X et al. Appl. Opt. 53 6256 (2014)

68. Wang X et al. Proc. SPIE 9603 96031О (2015)

69. Probst A-C et al. Proc. SPIE 10562 105621E (2016)

70. Chan K-W et al. Proc. SPIE 8861 88610X (2013)

71. Döhring T et al. Proc. SPIE 10399 103991C (2017)

72. Probst A-C et al. Appl. Оpt. 57 8775 (2018)

73. Yao Y et al. Opt. Express 23 28605 (2015)

74. Yao Y et al. Opt. Express 27 1010 (2019)

75. Yao Y et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 5 021011 (2019)

76. Spiga D Proc. SPIE 9603 96030H (2015)

77. Moran E C, Harvey J E Appl. Opt. 27 1486 (1988)

78. de Chambure D et al. Proc. SPIE 3737 396 (1999)

79. Aschenbach B Proc. SPIE 4496 8 (2002)

80. Cusumano G et al. Proc. SPIE 6688 66880C (2007)

81. Serlemitsos P J et al. Pub. Astron. Soc. Jap. 59 9 (2007)

82. Perinati E et al. Proc. SPIE 7011 701139 (2008)

83. Wille E et al. Proc. SPIE 8861 88611E (2013)

84. Madsen K K et al. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 3 044003 (2017)

85. Zhang W W et al. Proc. SPIE 10699 106990O (2018)

86. Raimondi L, Spiga D Astron. & Astrophys. 573 A22 (2015)

87. O'Dell S L, Elsner R F, Oosterbroek T Proc. SPIE 7732 77322V (2010)

88. Giacconi R et al. Astrophys. J. 230 540 (1979)

89. de Korte P A J et al. Space Sci. Rev. 30 495 (1981)

90. de Korte P A J et al. Appl. Opt. 20 1080 (1981)

91. Aschenbach B Appl. Opt. 27 1404 (1988)

92. Weisskopf M C, Brinkman B, Canizares C Publ. Astron. Soc. Pac. 114 1 (2002)

93. Weisskopf M C Opt. Eng. 51 011013 (2012)

94. Schwartz D A Rev. Sci. Instrum. 85 061101 (2014)

95. de Chambure D et al. ESA Bulletin. 100 30 (1999)

96. Lumb D H, Schartel N, Jansen F A Opt. Eng. 51 011009 (2012)

97. Citterio O et al. Proc. SPIE 2805 56 (1996)

98. Burrows D N et al. Space Sci. Rev. 120 165 (2005)

99. Predehl P et al. Proc. SPIE 6266 62660P (2006)

100. Friedrich P et al. Proc. SPIE 7011, 70112T (2008)

101. Butler R C, Scarsi L Proc. SPIE 1344 464 (1990)

102. Piro L Nuovo Cimento C 16 691 (1993)

103. Inoue H Exp. Astron. 4 1 (1993)

104. Serlemitsos P J et al. Publ. Astron. Soc. Japan 47 105 (1995)

105. Kuster M et al. New J. Phys. 9 169 (2007)

106. Mitsuda K et al. Publ. Astron. Soc. Jap. 59 S1 (2007)

107. Ogasaka Y et al. Proc. SPIE 7011 70110P (2008)

108. Awaki H et al. Proc. SPIE 7011 70112Q (2008)

109. Krucker S et al. Proc. SPIE 8147 814705 (2011)

110. Singh K P et al. Proc. SPIE 9144, 91441S (2014)

111. Singh K P et al. J. Astrophys. Astron. 38 29 (2017)

112. Takahashi T et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 4 021402 (2018)

113. Matsumoto H et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 4 011212 (2018)

114. Podgorski W et. al. Proc. SPIE 4851 419 (2003)

115. Reid P et al. Proc. SPIE 5488 325 (2004)

116. Zhang W W et al. Proc. SPIE 7011 701103 (2008)

117. GubarevM et al. Proc. SPIE 8861 88610K (2013)

118. Pavlinsky M et al. Proc. SPIE 9905 99051J (2016)

119. Zhang W W et al. Proc. SPIE 7732 77321G (2010)

120. White N E et al. AIP Conf. Proc. 1248 561 (2010)

121. Smith R K et al. Proc. of SPIE 10397 103970Q (2017)

122. McClelland R S Proc. SPIE 10399 1039908 (2017)

123. Saha T T, Zhang W, McClelland R Proc. SPIE 10399 103990I (2017)

124. Mushotzky R Proc. SPIE 10699 1069929 (2018)

125. Collon M J et al. Proc. SPIE 10399 103990C (2017)

126. Bavdaz M et al. Proc. SPIE 10399 103990B (2017)

127. Gaskin J, Özel F, Vikhlinin A Proc. SPIE 9904 99040N (2016)

128. Hong J et al. Earth, Planets and Space 68 35 (2016)

129. Proserpio L et al. Proc. SPIE 10565 105652N (2017)

130. Gaskin J A et al. Proc. SPIE 10397 103970S (2017)

131. Gaskin J A et al. Proc. SPIE 10699 106990N (2018)

132. Falcone A D et al. Proc. SPIE 10699 1069912 (2018)

133. Cameron R A et al. Proc. SPIE 5488 572 (2004)

134. Торопов М Н и др. ЖТФ 90 1958 (2020); Toropov M N et al. Tech. Phys. 65 1873 (2020)

135. Чхало Н И и др. УФН 190 74 (2020); Chkhalo N I et al. Phys. Usp. 63 67 (2020)

136. Aschenbach B et al. Proc. SPIE 4012 731 (2000)

137. Ramsey B D Exp. Astron. 20 85 (2005)

138. Gubarev M et al. Proc. SPIE 8443 84431U (2012)

139. Gubarev M et al. Proc. SPIE 9905, 99051V (2016)

140. O'Dell S L et al. Proc. SPIE 9510 951003 (2015)

141. Kilaru K et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 5 021010 (2019)

142. Ramsey B D et al. Proc. SPIE 11119 1111903 (2020)

143. Zhang W W et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 5 021012 (2019)

144. Petre R et al. Proc. SPIE 4012 370 (2000)

145. Salmaso B et al. Proc. SPIE 10563 105635Z (2014)

146. Serlemitsos P J, Soong Y Astrophys. Space Sci. 239 177 (1996)

147. Petre R X-ray Opt. Instru. 2010 ID 412323 (2010)

148. Sagdeo A et al. Exp. Astron. 28 11 (2010)

149. Kunieda H, Ishida M, Endo T Appl. Opt. 40 553 (2001)

150. Winter A et al. Proc. SPIE 10563 1056321 (2017)

151. Ghigo M et al. Proc. SPIE 7011 70111F (2008)

152. Ghigo M et al. Proc. SPIE 7439 74390M (2009)

153. Salmaso B et al. Proc. SPIE 9151 91512W (2014)

154. Proserpio L et al. Opt. Eng. 53 085101 (2014)

155. Civitani M et al. Proc. SPIE 9603 96030P (2015)

156. Navalkar V, Singh K P, Press M J. Astrophys. Astron. 40 24 (2019)

157. Winter A, Vongehr M, Friedrich P Proc. SPIE 7732 77320B (2010)

158. Proserpio L et al. Proc. SPIE 8147 81470M (2011)

159. Chen C G et al. J. Vac. Sci. Technol. B 18 3272 (2000)

160. Monnelly G P et al. Proc. SPIE 4138 164 (2000)

161. Biskach M P et al. Proc. SPIE 8861 88610Y (2013)

162. Chan K-W et al. Proc. SPIE 9603 96030Z (2015)

163. Chan K-W et al. Proc. SPIE 10699 1069940 (2018)

164. Zhang W W et al. Proc.SPIE 10399 103990S (2017)

165. Biskach M P et al. Proc. SPIE 11119 111190C (2019)

166. Zhang W W et al. Proc. SPIE 11119 1111907 (2019)

167. Riveros R E et al. Proc. SPIE 10399 103990Т (2017)

168. McClelland R S et al. Proc. SPIE 9905 99057A (2016)

169. DeTienne M D et al. Proc. SPIE 10699 1069943 (2018)

170. Molnar-Fenton A et al. Proc. SPIE 1119 111191T (2019)

171. Beijersbergen M et al. Proc. SPIE 5539 104 (2004)

172. Collon M J et al. Proc. SPIE 7011 70111E, (2008)

173. Wallace K et al. Proc. SPIE 7437 74370T (2009)

174. Olde Riekerink M B et al. Proc. SPIE 7437 74370U (2009)

175. Bavdaz M et al. X-Ray Opt. Instrum. 2010 ID 295095 (2010)

176. Bavdaz M et al. Proc. SPIE 8443 844329 (2012)

177. Collon M J et al. Proc. SPIE 9603 96030K (2015)

178. Westergaard N J, Ferreira D D M, Massahi S Nuclear Inst. and Methods A 873 5 (2017)

179. Wille E et al. Proc. SPIE 10565 105652L (2017)

180. Collon M J et al. Proc. SPIE 10699 106990Y (2018)

181. Bavdaz M et al. Proc. SPIE, 5488 829 (2004)

182. Ezoe Y et al. Appl. Opt. 45 8932 (2006)

183. Willingale R et al. Exp. Astron. 8 281 (1998)

184. Beijersbergen M et al. Proc. SPIE 3765 452 (1999)

185. Collon M J et al. Proc. SPIE 6688 668812 (2007)

186. Wallace K et al. Proc. SPIE 6688 66881C (2007)

187. Fraser G W et al. Planet. Space Sci. 58 79 (2010)

188. Götz D et al. Proc. SPIE 9144 914423 (2014)

189. Ezoe Y et al. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 579 817 (2007)

190. Ezoe Y et al. Microsyst. Technol. 16 1633 (2010)

191. Kuribayashi H et al. J. Vac. Sci. Technol. A21 1279 (2003)

192. Mitsuishi I et al. Proc. SPIE 7360 736040 (2009)

193. Riveros R E et al. Appl. Optics 49 3511 (2010)

194. Nakajima K et al. Nat. Mater 4 47 (2005)

195. Ezoe Y et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 4 046001 (2018)

196. Van Speybroeck L P, Chase R C, Zehnpfennig T F Appl. Opt. 1, 945 (1971)

197. Harnden F R Jr et al. Astrophys. J. 214 418 (1977)

198. Joy M K et al. Proc. SPIE 2279 283 (1994)

199. Hudec R X-Ray Opt. Instrum. 2010 ID 139148 (2010)

200. Fabricant D G, Cohen L M, Gorenstein P Appl. Optics 27 1456 (1988)

201. Hudec R et al. Proc. SPIE 8076 807604 (2011)

202. Hudec R et al. Proc. SPIE 7437 74370S (2009)

203. Willingale R, Spaan F H Proc. SPIE 7437 74370B (2009)

204. Hudec R et al. Proc. SPIE 10567 105673L (2017)

205. Hudec R et al. Proc. SPIE 10565 105652U (2017)

206. Hudec R et al. Contrib. Astron. Obs. Skalnaté Pleso 48 437 (2018)

207. Longcope D, Acton L, Kankelborg C Appl. Opt. 58 4969 (2019)

208. Gorenstein P Proc. SPIE 8861 88611P (2013)

209. Schmidt W H K Nucl. Instr. Meth. 127 285 (1975)

210. Angel J R P Astrophys. J. 233 364 (1979)

211. Hudec R, Remisova K Contrib. Astron. Obs. Skalnate Pleso 47 67 (2017)

212. Kaaret P, Geissbühler P Proc. SPIE 1546 82 (1991)

213. Fraser G W et al. Nucl. Instr. And Meth. A 24 404 (1993)

214. Peele A G et al. Appl. Opt. 35 4420 (1996)

215. Tamagawa T et al. J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 6 025003 (2020)

216. Su L et al. Appl. Opt. 56 6267 (2017)

217. Grubsky V et al. Proc. SPIE 6688, 66880P (2007)

218. Willingale R et al. Proc. SPIE 9905 99051Y (2016)

219. Mutz J-L et al. Proc SPIE 6479 64790F (2007)

220. Peng S et al. Opt. Eng. 58 093101 (2019)

221. Svendsen S et al. Proc. SPIE 11119 111191R (2019)

222. Branduardi-Raymont G et al. Exp. Astron. 33 403 (2012)

223. Collier M R et al. Rev. Sci. Instrum. 86 071301 (2015)

224. Walsh B M et al. J. Geophys. Res. Space Physics 121 3353 (2016)

225. Raab W et al. Proc. SPIE 9905 990502 (2016)

226. Feldman C et al. Proc. SPIE 10399 103991Q (2017)

227. Amati L et al. Adv. Space Res. 62 191 (2018)

228. Hudec R et al. Proc. SPIE 10567 1056719 (2006)

229. Hudec R et al. PoS MQW7 107 (2009)

230. Hudec R, Šimon V, Tichý V Mem. S.A.It. 83 365 (2012)

231. Baca T et al. J. Inst. 11 C10007 (2016)

232. Urban M et al. Acta Astronautica 140 96 (2017)

233. Hudec R. Contrib. Astron. Obs. Skalnate Pleso 47 143 (2017)

234. Hudec R et al. Contrib. Astron. Obs. Skalnatè Pleso 48 456 (2018)

235. Pina L et al. Proc. SPIE 11032, 1103203 (2019)

236. Pina L et al. Proc. SPIE 11108 111080Y (2019)

237. Tichý V et al. Balt. Astron. 24 243 (2015)

238. Chalifoux B D et al. Appl. Opt. 59 4901 (2020)

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ