【光学前沿资讯】外国实验室创造最亮X射线源
近日，美国一实验室（LLNL）的研究人员通过结合国家点火装置（NIF）的X射线激光和超轻金属泡沫，成功制造出迄今为止最亮的X射线源，其亮度是以往固体金属版本的两倍。
这种超高亮度、高能量的X射线可用于成像和研究极端高密度物质，例如惯性约束聚变实验中产生的等离子体。LLNL科学家杰夫·科尔文（JeffColvin）将这种X射线源比作牙医用于检测龋齿的设备。他解释说：“牙医的设备通过将电子束撞击重金属板来产生X射线。在NIF，我们用高功率激光束代替电子束，将其‘撞击’银原子，从而产生等离子体并发出X射线。”
研究人员将NIF的激光束聚焦于毫米级的圆柱形银泡沫靶材上，通过加热产生X射线。实验中选择银作为靶材至关重要，因为金属原子的原子序数越高，产生的X射线能量也就越高。团队选择银是为了制造能量超过20,000电子伏特的X射线。
此外，金属泡沫的结构也是实现这一目标的关键。研究人员制造了直径为4毫米的圆柱形靶材，使用模具和银纳米线完成制造。LLNL研究员泰勒·费尔斯（TylerFears）表示：“我们将悬浮在溶液中的纳米线冻结在模具中，然后通过超临界干燥工艺去除溶液，最终得到低密度多孔金属泡沫。”科尔文补充道：“我们制造的银泡沫密度约为固体密度的1/1000，仅略高于空气密度。”
在这种泡沫结构中，NIF激光能够加热更大体积的材料，热量传播速度也比在固体中快得多。整个泡沫圆柱在大约15亿分之一秒内被加热。
除了制造X射线源外，研究人员还探索了不同泡沫密度对能量输出的影响，并应用了一种新的数据分析技术来理解生成等离子体的物理特性。通过对数据的分析，他们发现这些明亮、高温的金属等离子体远未达到热平衡。通常用于研究NIF惯性约束聚变的模型假设等离子体接近平衡，电子、离子和光子的温度大致相同。
科尔文指出：“这一发现意味着我们需要重新思考关于这些特定金属等离子体中热量传输的假设以及计算方法。”
这项研究已发表在《物理评论E》上。这一成果不仅为高能量密度物理研究提供了新的工具，也为未来惯性约束聚变实验和极端条件下的物质研究开辟了新的可能性。
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多基准轴透射式离轴光学系统高精度定心装调方法
星载光谱仪可获取空间连续分布的光谱数据，是陆地植被监测、海洋环境探测等领域的核心载荷。为校正分光系统引入的畸变，星载光谱仪成像透镜多采用离轴透射式设计，由此形成的多光轴结构存在大倾角、大偏心特征，超出了传统同轴系统定心装调方法的适用范围。本文提出一种多基准轴定心装调方法（Multi-referenceAxisAlignment,MAA），通过镜筒结构一体化加工预置各光轴的偏心与倾斜参数，结合光学平板实现基准轴的高精度引出，将复杂多光轴系统的装调拆解为多个单光轴子系统的独立装调，突破了传统定心仪的测量范围限制。针对某星载光谱仪3光轴离轴透射系统开展装调验证，实测结果表明，透镜最大偏心误差小于25.4μm，最大倾斜误差小于17.7″，系统实际畸变与理论值平均偏差小于0.32μm，全面满足设计指标要求。该方法为离轴折射类光学系统的高精度装调提供了可行的技术路径，拓展了透射式光学系统装调的适用边界。
2026-05-22
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平凸透镜朝向对光束会聚效果及像差特性的影响分析
平凸透镜是各类光学系统中应用最为广泛的基础折射元件之一，属于典型的无限共轭透镜，核心光学功能分为两类：一是将点光源出射的发散光束准直为平行光束，二是将入射的准直平行光束会聚至单点。在激光光学、显微成像、光电检测等领域的光路设计与装调中，平凸透镜的安装朝向是直接影响系统性能的核心参数，其选择直接决定了像差水平与最终会聚效果。
2026-05-21
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光机系统设计：镜头装配轴向预紧力计算（一）——通用设计原则与基础方法
本文基于光机系统设计领域的经典工程理论，系统阐述镜头装配中透镜面接触安装技术的核心原理，明确轴向预紧力在透镜固定、精度保持与环境适应性中的关键作用，详细介绍标称轴向预紧力的基础计算方法、参数定义与适用边界，同时解析轴向预载对透镜自动定心、抗径向偏心的力学效应，为光学镜头的装调设计提供标准化的工程参考。
2026-05-21
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高精度轴对称非球面反射镜面形轮廓非接触式测量方法
非球面光学元件是高端光学系统的核心器件，其面形轮廓的高精度、可溯源测量是保障加工质量与系统性能的关键。本文针对轴对称非球面反射镜的测量需求，建立了通用化的非球面扫描轨迹数学模型，提出一种基于独立计量回路的非接触式坐标扫描测量方法。该方法采用运动与计量分离的框架结构，有效隔离运动误差对测量结果的影响；测头采用集成阵列式波片的四象限干涉测量系统，实现1nm级测量分辨率；通过扫描执行机构与多路激光干涉系统共基准设计，实现测量值可溯源至“米”定义。试验验证表明，该方法测量误差小于0.2μm，重复性精度达70nm，整体测量精度达到亚微米级，为非球面测量的量值统一与溯源提供了成熟的技术方案。
2026-05-21
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麻省理工学院固态激光雷达硅光子芯片核心突破解读
麻省理工学院研究团队攻克了硅光子集成光学相控阵（OPA）固态激光雷达的长期核心瓶颈，通过创新的低串扰集成天线阵列设计，首次实现了宽视野扫描+低噪声高精度的无活动部件激光雷达芯片，为下一代紧凑、高耐用性固态激光雷达的落地奠定了技术基础。
2026-05-20
