超高角分辨率X射线成像原理研究及其地面X射线验证演示实验

超高角分辨率X射线成像原理(SHARP)是中国学者提出的，在编码板成像原理的基础上,突破了码板上针孔衍射极限,甚至能够超过直线光学假设下编码板望远镜的角分辨率。以SHARP为基础提出的太阳X射线望远镜 SHARP-X的主要科学目标是首次实现太阳X射线亚角秒分辨率观测，特别是对耀斑源区观测，通过研究加速源区研究耀斑的结构、演化、粒子能量分布、加速机制和传输机制，研究耀斑X射线源的时空分布特征及其相互关系。SHARP-X也将观测日冕物质抛射（CME），研究CME加速粒子的X射线表征以及与CME相关的耀斑X射线源特征。SHARP-X通过前期概念研究论证和初步实验验证，列入了中国科学院中长期空间科学规划候选项目，并得到了科学院和国家天文台部分关键技术攻关的经费支持。本项目将完善SHARP成像原理，通过地面X射线成像实验验证SHARP-X性能，突破关键技术和优化方案设计，为SHARP-X奠定基础。

超高角分辨率成像原理（SHARP）是一种利用编码板成像基本思想，将其推广到X射线干涉衍射现象不可忽略情况下的一种亚角秒分辨率成像方法。本工作通过理论推导和模拟计算的方式证明了SHARP原理是编码板成像原理在干涉衍射条件下的扩展，突破了针孔干涉衍射造成的角分辨率极限。并提出充分利用干涉和衍射信息进一步改进系统角分辨率性能的方法。本工作构建了验证SHARP原理的光学实验和X射线演示试验，基本证明了SHARP原理的有效性，在X射线束流装置上获得了最好4.2角秒的角分辨能力。本工作中通过使用国内微加工技术成功制造了约14.3微米针眼的码板；使用商用CCD开发了其电子学和数据处理方法，成功的将其应用在X射线成像领域。这些都为SHARP的工程化打下了良好的基础。提出了用编码孔径成像技术实现对太阳进行亚角秒超高角分辨率X射线成像观测的方案，通过对耀斑源区和日冕物质抛射（CME）进行直接成像，研究耀斑和CME的物理过程。