中文摘要：

Kirkpatrick-Baez显微镜（简称KB显微镜）是激光惯性约束聚变诊断的高精密成像仪器。目前，KB显微镜的光学元件采用的是球面镜或柱面镜，系统只能校正像散。针对激光惯性约束聚变诊断对高分辨X射线成像手段的需求，本项目采用非球面光学元件代替球面光学元件，以校正系统的球差，使系统的成像空间分辨率由目前的3微米提高到约1微米。项目的主要研究内容包括建立非球面KB系统的光学设计模型，解决超光滑非球面反射镜的制作方法与检测方法问题，研制"双能点"多层膜光学元件以解决软X射线掠入射系统的高精度装调难题。最终实现高分辨的X射线非球面KB显微成像系统的研制。项目的实施将突破目前X射线掠入射成像系统的空间分辨极限，为我国激光惯性约束聚变精密诊断平台的建设提供支撑。

结论摘要：

X射线KB显微成像是实现激光惯性约束聚变高精密诊断的关键技术。基于球面结构的KB系统只能校正像散，成像空间分辨率受到球差等限制。因此，本项目旨在研制具有更高空间分辨能力的非球面KB成像系统，采用椭圆柱面光学元件代替球面光学元件校正系统的球差，使系统的成像空间分辨率由目前的3微米提高到约1微米的精度。按照任务书的要求，开展了非球面KB系统光学设计、X射线KB系统像质评价方法、X射线KB系统光学元件制备、系统高精密装调方法及X射线KB系统成像性能检测等研究工作。（1）非球面KB系统光学设计根据成像实验所用的X射线光源的能点8.04keV，计算得到了多层膜对该能点高反时的掠入射角度；结合椭圆柱面光学系统的椭圆方程计算得到了KB系统的初始结构；利用Matlab编写程序，模拟计算了设计的非球面KB系统的成像性能，计算了空间分辨率随物方视场的变化情况；分析了非球面KB系统和球面结构KB系统成像性能的差异。（2）X射线KB系统像质评价方法研究建立了基于光学传递函数的KB系统像质评价模型；采用ZEMAX光线追迹软件结合自编Matlab程序模拟计算了KB系统工作能点、放大倍数、掠入射角度及曲率半径等参数对KB系统光学传递函数的影响。（3）X射线KB系统光学元件制备采用抛光的方式制备了超光滑非球面光学元件基底，制备的光学元件基底表面粗糙度小于0.3nm；通过编写程序设计了KB系统用的多层膜结构，采用磁控溅射的方式制备了多层膜光学元件，通过优化薄膜的制备工艺，提高了制备的多层膜的均匀性及峰值反射率。（4）系统高精密装调方法研究根据系统的光学结构和工作能点设计制备了装调用的双能点多层膜；结合模拟定位球的瞄准方法，实现了在X射线波段对KB系统高精度的装调。（5）X射线KB系统成像性能检测研究利用8.04keV能点的X射线光源照明1500lp/mm栅网，对研制的KB系统进行了成像实验，研制的KB系统在中心视场的空间分辨率接近1微米，200微米视场内的空间分辨率优于3微米，较传统的球面KB系统具有明显的提高。