「龍蝦眼」成像儀可探測軟X射線輻射—新聞—科學網

2020-12-01 科學網

 

本報訊 太陽風可以加劇近地空間的危險天氣事件，從而危害空間資產。在美國宇航局的帶領下，一個大型的跨學科研究團隊研製出了一種能夠探測太陽風遇到中性氣體所產生的軟X射線輻射的寬視場軟X射線輻射成像儀。

這個名叫「龍蝦眼」的光學器件是一種聚焦軟X射線的光學元件，由英國萊斯特大學和法國光電有限公司共同研發，其靈感來源於生物界中龍蝦眼睛獨特的結構形式。

該光學元件是由「一系列邊長為20微米的方型玻璃孔彎曲排布成半徑為75釐米的部分球面而形成」，美國宇航局Goddard太空飛行中心天體物理學家、論文第一作者Michael R. Collier解釋說，「我們所設計的成像儀，其工作原理和龍蝦的眼睛相同，因此而得名，它能將軟X射線的光子聚焦到位於球面半徑一半的平面上。」

在太空中使用這樣的寬視場成像儀，將有助於進一步了解地球表面太陽風和磁層的成像能力，Collier說，這也是把對該物理現象的所有計算和模擬成功轉換成一種有用的科學能力的例子。「地球附近危險天氣事件的能量都來源於太陽風，所以這種成像能力使得我們能更好地保護空間資產，特別是與地球同步運行的太空飛行器，比如那些攜帶手機信號的太空飛行器。」他補充說。

在應用方面，歐洲航天局和中國科學院正在為一個國際合作項目「太陽風—磁層相互作用全景成像衛星計劃」（SMILE）制定方案，其中將包括具有龍蝦眼光學特點的寬視場軟X射線成像儀。「這次任務的目的是獲得太陽風和磁層相互作用的全球影像。」Collier說。（鄭金武 張錚錚）

《中國科學報》 (2015-10-13 第2版 國際)

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    7月25日，長徵四號乙運載火箭在太原衛星發射中心點火升空，成功將資源三號03星送入預定軌道，並搭載發射了龍蝦眼X射線探測衛星。中國建材總院所屬玻纖院研製的仿生龍蝦眼聚焦鏡頭首次搭載應用助力我國深空探測事業。
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    此外，這種奇妙的晶體還有另外一個最有發展潛力的用途，那就是X射線探測器。 目前全球有幾十個團隊在探索該領域，包括三星和西門子在內的主要X射線成像生產商都在考慮在自己下一代的產品中使用鈣鈦礦。與目前的X射線成像儀相比，基於鈣鈦礦化合物的探測器的靈敏度高，且能耗低。在某些特定的應用中，還可以對材料進行調整，使其在被輻射時發出彩色光。 鈣鈦礦擅長將光轉化為電荷。