高能天體物理是當代天文學研究的熱點之一。在X射線與伽瑪射線的天空里，從雙致密星的死亡之舞，到星系中心的特大質量黑洞，最狂暴的天體現象紛紛上演。

　　但是，探查極端宇宙并非易事，一般除了要進入太空來回避地球大氣的吸收之外，還要準備專門的高能光子探測器。這些高能探測器無論是工作原理還是外觀，都與常人印象中的望遠鏡相去甚遠。

　　光學望遠鏡是通過反射或折射來匯聚光線并成像的，就算波長拓展到紅外或射電波段，相應的儀器也還是利用反射面來聚焦天體輻射。

　　但是在電磁波譜的另一端，一旦跨入波長短于數十納米、單個光子能量超過數十電子伏特的極紫外區域，傳統意義的聚焦就難以為繼了。這些極紫外或X射線輻射可以直接穿透物質或被吸收，從而讓我們熟悉的折射或反射失效。

　　但如同石子在高速掠過水面時可以彈起一般，近乎平行于反射鏡入射（即掠射）的X射線光子也能被全反射出去。只要選擇X射線吸收率較低的材料來建造反射鏡，并合理組合鏡面形狀，即可制成X射線聚焦望遠鏡。

　　X射線聚焦望遠鏡最經典的布局就是下圖所示的光路，掠射光依次經過拋物面和雙曲面，抵達焦面。如果將多組鏡面組合成套筒，更能在有限的體積內有效提升望遠鏡的集光面積。圖中描繪了4層彼此嵌套的反射鏡，與美國航天局的錢德拉X射線天文臺結構相同。

　　致密星 超大黑洞 我們如何探測宇宙的極端一面？

　　當光子能量繼續增高，達到硬X射線或軟伽瑪射線的范疇時，掠射也無濟于事，我們要換用無聚焦的編碼掩模來開展觀測。

　　簡單說來，掩模本體由對高能光子透明與不透明的金屬掩模元交替排列而成，憑借接收端儀器上掩模元投影的位置與強度分布，即可推知輻射源的真實影像。因此在設計掩模時，關鍵就是要保證不同角度入射的光子投影結果唯一，以實現源區的準確還原。