О́птика — раздел физики, изучающий поведение и свойства света, в том числе его взаимодействие с веществом и создание инструментов, которые его используют или детектируют. Оптика обычно описывает поведение видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Поскольку свет представляет собой электромагнитную волну, другие формы электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны, обладают аналогичными свойствами.
Телеско́п — прибор, с помощью которого можно наблюдать отдалённые объекты путём сбора электромагнитного излучения.
Рефле́ктор — оптический телескоп, использующий в качестве светособирающего элемента зеркало.
Зе́ркало — стекло или иной материал, например пластик или металл с гладкой поверхностью, имеющей отражающие свойства, предназначенное для отражения света. Наиболее известный пример — плоское зеркало.
Оптическая система — совокупность оптических элементов, созданная для преобразования световых пучков, радиоволн, заряженных частиц. Конструктивным образом оформленная для выполнения конкретной задачи оптическая система, состоящая, по крайней мере, из одного из базовых оптических элементов называется оптическим прибором. В состав оптического прибора могут входить источники света и приёмники излучения.
Гиперболо́ид — незамкнутая центральная поверхность второго порядка в трёхмерном пространстве, задаваемая в декартовых координатах уравнением
,
Рентгеновское зеркало — оптическое устройство, служащее для управления рентгеновским излучением. В настоящее время технологии позволяют создавать зеркала для рентгеновских лучей и части экстремального УФ с длиной волны от 2 до 45—55 нанометров. Рентгеновское зеркало состоит из многих слоев специальных материалов.
Вну́треннее отраже́ние — явление отражения электромагнитных или звуковых волн от границы раздела двух сред при условии, что волна падает из среды, где скорость её распространения меньше.
Зеркально-линзовые оптические системы— разновидность оптических систем, содержащих как отражающие, так и преломляющие элементы. Такие системы также называются катадиоптрическими, и отличаются от катоптрических, состоящих только из сферических зеркал, наличием линз, корректирующих остаточные аберрации. Зеркально-линзовые системы нашли применение в прожекторах, фарах, ранних маяках, микроскопах и телескопах, а также в телеобъективах и сверхсветосильных объективах.
Микроскопия (МКС) — изучение объектов с использованием микроскопа. Подразделяется на несколько видов: оптическая микроскопия, электронная микроскопия, многофотонная микроскопия, рентгеновская микроскопия, рентгеновская лазерная микроскопия и предназначается для наблюдения и регистрации увеличенных изображений образца.
Рентге́новский микроско́п — устройство для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Основан на использовании рентгеновского излучения с длиной волны от 0,01 до 10 нанометров. В длинноволновой части диапазона наиболее часто используется участок длин волн 2,3 — 4,4 нм, соответствующий т. н. «окну прозрачности воды», в котором проводятся исследования биологических образцов. В коротковолновой части диапазона рентгеновские микроскопы применяют для исследований структуры различных конструкционных материалов, содержащих элементы с большим атомным номером.
Рентге́новская о́птика — отрасль прикладной оптики, изучающая процессы распространения рентгеновских лучей в средах, а также разрабатывающая элементы для рентгеновских приборов. Рентгеновская оптика, в отличие от обычной, рассматривает отражение и преломление электромагнитных волн в диапазоне длин волн рентгеновского 10−4 до 100 Å и гамма-излучений < 10−4 Å.
Элементная база оптического приборостроения
Адаптивная оптика — раздел оптики, изучающий методы устранения нерегулярных искажений, возникающих при распространении света в неоднородной среде, с помощью управляемых оптических элементов. Основные задачи адаптивной оптики — это повышение предела разрешения наблюдательных приборов, концентрация оптического излучения на приёмнике или мишени и т. п.
Обсерватория HEAO-2 или обсерватория имени Эйнштейна — первая в мире орбитальная обсерватория с зеркалами, имеющими возможность фокусировать рентгеновские лучи. Принцип работы зеркал обсерватории основан на скользящем отражении рентгеновских фотонов, падающих на апертуру телескопа. До запуска обсерватория называлась HEAO-B, после успешного начала работы обсерватория была переименована в обсерваторию имени Эйнштейна.
Рентгеновский телескоп — телескоп, предназначенный для наблюдения удаленных объектов в рентгеновском спектре. Для работы таких телескопов обычно требуется поднять их над атмосферой Земли, непрозрачной для рентгеновских лучей. Поэтому телескопы размещают на высотных ракетах или на искусственных спутниках Земли.
Кодирующая апертура — способ построения изображения без использования фокусирующих систем типа линз и зеркал. Такой принцип построения изображений находит своё применение в областях, где есть технические сложности или невозможность создания систем фокусировки лучей. Простейшим вариантом кодирующей апертуры является Камера-обскура или Стеноп, однако светосила такой оптической системы очень мала, что является причиной её редкого использования. В общем виде оптическая система с кодирующей апертурой использует маску из прозрачных и непрозрачных элементов. Принцип восстановления изображения в системах с кодирующей апертурой основан на том, что источники света в разных, относительно маски, положениях создают на приемнике излучения различную конфигурацию теней. Обработка полученных теней впоследствии позволяет восстановить изображение.
Сферическое зеркало — зеркало, отражающая поверхность которого имеет вид сегмента сферы.
Активная оптика — технология, используемая при создании телескопов-рефлекторов начиная с 1980-х годов, позволяющая менять форму зеркала телескопа для устранения деформаций вследствие внешних воздействий. Без применения активной оптики невозможным было бы создание 8-метровых и более крупных телескопов.
Глаз омара — схема в рентгеновской оптике, которая имитирует структуру глаза омара и может иметь сверхширокое поле зрения. Применение этой схемы в рентгеновской астрономии позволяет не только наблюдать за заранее выбранными объектами, но и осуществлять непрерывный мониторинг больших областей небесной сферы. Хотя «глаз омара» был предложен ещё в 1970-х годах, он был впервые использован для астрономических наблюдений в миссии Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA) на китайском космическом аппарате-демонстраторе технологий SATech‑01, запущенном в 2022 году. По этой же схеме построен широкоугольный рентгеновский телескоп WXT, установленный на запущенной в январе 2024 года космической обсерватории Einstein Probe, созданной Китайской академией наук. Планируется применение «глаза омара» в ряде других проектов космических рентгеновских телескопов.
