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伴随着星际探索任务的不断提升，新型航天器需要搭载质量更高的空间望远镜，而这对光学技术提出了更高的要求。然而，制作具有高光学质量且能保持精确形状的超薄反射镜是非常具有挑战性的。因为它们在制造过程中容易保持变形，由此会导致各种误差，无法准确观测太空。
基于此，来自美国的研究团队开发了一种镜像图形校正和应力补偿方法，利用飞秒激光微加工技术对透镜x射线光学的基于应力的表面成形(Optica, doi: 10.1364/OPTICA.461870)。据研究人员称，利用这种方法，可以改善未来天基观测任务的光学质量和分辨率。
图1 利用飞秒激光脉冲制造高性能x射线望远镜所需的高精度超薄反射镜。飞秒激光表面烧蚀用于选择性地去除镜面衬底上的应力薄膜区域，校正镜面反射表面的形状。
因为来自太空的X射线起源于100万℃至1亿℃之间的高温气体，无法通过地球的大气层看到，所以望远镜必须进入大气层以上才能探测到它们。目前，天文学家观测主要依靠美国国家航空航天局（NASA）的Chandra X和欧洲航天局的XMM-Newton，但这两个航天器都是在1999年发射的。而且NASA和欧洲航天局正在计划未来十年或二十年内发射升级版的X射线望远镜。
传统形状的望远镜捕捉高能光子的效果都不太好，包括地面的各种大型望远镜以及太空中的哈勃和詹姆斯-韦伯空间望远镜。入射的X射线必须通过一系列高反射率的抛物面或双曲面镜的掠反射来聚焦。
NASA目前对下一代X射线航天观测站命名为Lynx，计划于2036年之后发射。Lynx拥有超过37,000个轻型薄壳硅反射镜。然而，这种反射镜在制造或涂层过程中容易弯曲变形。
为了在制造过程中使反射镜形状保持不变，麻省理工学院(MIT) Kavli天体物理与空间研究所的Heng Zuo及其同事一种被称为基于应力的图形校正的方法。Heng Zuo和她在美国麻省理工学院（MIT）Kavli天体物理学和空间研究所的同事使用了一种被称为基于应力的数字校正的方法。他们采用飞秒激光来选择性地去除生长在反射镜背面上的应力膜区域，以改变反射镜的应力状态。
在实验中，Zuo在反射镜的背面（非反射面）涂上了硅的热氧化物。然后，她使用飞秒脉冲激光器在二氧化硅基片上制作出尺寸大约为10微米的小孔和槽。应力膜的去除和相邻衬底区域的松弛共同导致了进一步的应力松和衬底弯曲。
图2 该实验装置将飞秒激光微加工与基于应力的图形校正技术相结合。
为了改进应力成型过程，MIT研究团队设计了一种多通道校正方案，其中包含一个反馈回路，以重复微加工过程，直到反射镜被塑造出成正确的轮廓。
Zuo表示，他们的实验结果表明，均匀分布孔的图案化去除导致等双轴应力状态，而周期性槽的小间距定向去除产生非等双轴应力分量。这两个特征的组合，加上槽取向的适当旋转，可以产生各种应力状态。原则上可以用来校正反射镜中的任何类型的误差。
