高能电磁辐射在介质表面的反射效率通常非常低,通过仿生龙虾眼睛的球形微孔结构,在微孔两个相互垂直的内壁表面形成掠入射聚焦成像光路,能够实现X射线和极紫外波段高能射线的宽视场成像。由于龙虾眼成像光路具有大视场和较高的空间分辨能力,其在空间科学探测任务中的应用被广泛关注,在关系国计民生的国防安全、医疗检测方面也具有重要的应用价值。本论文的主要内容是通过光线追迹的方法对龙虾眼光路在X射线和极紫外波段的成像性能进行仿真研究,实现合理的成像光路结构和参数设计。作者完成的主要工作如下:(1)对龙虾眼光学成像系统的研究背景与意义、龙虾眼成像技术的国内外现状开展必要的调研工作;(2)通过分析X射线和极紫外成像的一般方法,针对空间科学应用特点,研究平面和曲面方孔微通道模型的方法和原理,对龙虾眼光路元件进行建模与聚焦成像分析,完成龙虾眼光路的总体方案设计。(3)使用Tracepro仿真软件对Schmidt和Angel龙虾眼结构的成像性能进行模拟仿真,研究了Schmidt模型和Angel模型两种光路的成像质量,针对Angel模型不同的结构参数对成像质量的影响进行深入分析研究,筛选优化的微通道参数设计,验证整个光路系统设计的可行性和正确性,获取优化条件下的信噪比、空间分辨率等参数。根据Schmidt和Angel模型仿真结果对比分析,针对空间科学仪器一般应用场景。微孔通道长度与孔的宽度比值约为10时,Angel模型获得的信噪比较高,此比值约为50时,Angel模型空间分辨率更高。在固定的微孔面积与微孔和壁厚总面积的比值下,微孔通道长度与孔的宽度比值约为60时,图像具有较好的聚焦效果,成像结构清晰。本课题研究结果可为样机的实现提供理论基础。