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单晶硅可制超轻薄X射线反射镜

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发表于 2018-3-28 16:07:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
  科技日报北京2月8日电 (记者聂翠蓉)据美国国家航空航天局(NASA)官网7日报道,NASA戈达德航天飞行中心科学家多次重复实验证明,单晶硅可用来制造超轻超薄、高分辨率X射线反射镜,从而将大大降低太空望远镜的建造成本。
  随着太空观测设备建设规模不断扩大,成本也“水涨船高”,开发出既不会降低性能,又容易复制的超轻光学元件迫在眉睫。为收集到高能X射线光子,X射线反射镜必须卷曲进罐状设备内“筑巢安家”,以便X射线能像在水池表面扔石子一样轻轻掠过镜面,不会穿过镜面造成光子流失。
  但之前的X射线镜面所用的玻璃、陶瓷和金属等材料,都不能满足这些性能目标,而戈达德中心航天物理学家威廉姆·张带领团队经过数年研究证明,硅是一种可行性替代材料。单晶硅的独特晶格结构使得其能对内部压力“应付自如”,在进行切割或变形处理时不会发生弯曲,再加上来源丰富,价格低廉,被认为是制作航天用X射线镜面的理想材料。
  戈达德中心另一位技术人员文斯·布莱,在为NASA陆地卫星数据连续性任务开发热红外传感器时,用单晶硅制作出超轻的备用镜面,虽然因太厚最终没有获选,但这些测试证明了用单晶硅制造光学镜面的可行性。
  威廉姆·张创建了一种全新的制造工艺,为NASA核光谱望远镜阵列(NuSTAR)任务研制出超薄型卷曲状玻璃镜面。利用这一全新工艺,他与布莱合作制造出形状近似的硅基镜面,其厚度不到0.5英寸。威廉姆·张表示,他们正在继续改进工艺,希望在2020年前,让硅基镜面的性能超越目前分辨率最高的钱德拉X射线望远镜,在未来执行任务。
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