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为了满足未来空间探测计划需求，在极紫外波段的光学系统中，需要一种大视场、高分辨率、能够收集大量辐射并将其准直或聚焦的光学器件。基于全反射理论的方孔微通道板（microchannelplate,MCP）光学成像系统具有大视场、高分辩率、结构紧凑、重量轻、成本低等优点，因此，这种新型X射线光学元件在越来越多的领域中得到了应用和发展。本文首先从X射线全反射理论出发，讨论了平面方孔MCP和曲面方孔MCP的成像原理，以及散射表面对其成像质量的影响。然后基于Tracepro软件建立方孔MCP实体模型，利用Monte-Carlo光线追迹方法对具有不同结构缺陷的MCP模型进行了成像模拟，分别讨论了Taper型、Twist型和Nonsquare型结构缺陷对其成像质量的影响。然后以溴钨灯作为实验光源，对现有的四块平面方孔MCP在可见光波段进行了成像实验，并将实验结果与利用Monte-Carlo方法模拟的结果进行比对，二者基本吻合，验证了模拟结果的正确性。然后利用凹面反射光栅单色仪加激光等离子体光源组成一套极紫外波段单色系统，并在30.40nm波长位置上对平面方孔MCP进行了成像实验。从实验结果可以看出，中央光斑峰值强度有近四倍的增益，验证了方孔MCP光学系统的会聚特性。最后，根据曲面方孔MCP的成像特点，分别设计了超广角X射线望远镜和基于透射光栅加MCP的成像光谱仪。对曲面方孔MCP的应用做了初步的研究工作。