Monochromatizace Požadavky na monochromátor  Spektrální obor fokusace polarizace kolimace Premonochromatizace Absorpční filtry Zrcadla Undulátory Odstranění.

Prezentace na téma: "Monochromatizace Požadavky na monochromátor  Spektrální obor fokusace polarizace kolimace Premonochromatizace Absorpční filtry Zrcadla Undulátory Odstranění."— Transkript prezentace:

1 Monochromatizace Požadavky na monochromátor  Spektrální obor fokusace polarizace kolimace Premonochromatizace Absorpční filtry Zrcadla Undulátory Odstranění měkké a tvrdé složky

2 Monochromatizace - filtrace  -filtr AnodaFiltrTloušťka (mm)Zeslabení MoZr0,05256 % CuNi0,01358 % CoFe0,009765 % FeMn0,009265 % CrV0,009165.5 % odstranění měkké (dlouhovlnné) složky Pro zeslabení na 1 %

3 Monochromatizace - filtrace Rossův filtr Rozdíl intenzit záznamů s Ni a Co

4 Zrcadla Index lomu~ 10 -5 Totální reflexe Odráží se vlny s vlnovou délkou větší než mezní hodnota.

5 Undulátory Na synchrotronech Soustava magnetů se směrem pole kolmým na rovinu orbitu prstence Počet period pole na celé délce Vysoká spektrální briliance Lineární nebo kruhová polarizace

6 Disperzní prvky Krystaly, mřížky, multivrstvy 2d sin  B = n n Polarizační faktor 1 - , cos 2  -  Asymetrická difrakce S 0 w 0 = S h w h Pro 1. harmonickou Index asymetrie

7 Disperze w ~ 1 – 10  Mozaikové krystaly – grafit Dokonalé krystaly – Si, Ge LiF, křemen, kalcit Multivrstvy Rozlišovací schopnost - /  ~ N (počet period) Ta-Au/Be, B, C, Si

8 Nefokusující monochromátory Jednokrystalové Spektrální intenzita zdroje Zářivost zdroje Obor Celkový difraktovaný výkon systému zdroj, štěrbina, krystal Spektrální okno systému zdroj, štěbina, detektor

9 Nefokusující monochromátory Dvoukrystalové 1. (+, -)(n, -n) Stejné, rovnoběžné difrakční roviny Vystupující záření má stejný směr jako dopadající ladění Channel-cut Prochází i složky od jiných rovin ( ) Krystalová funkce C 2 (nižší chvosty) Mírné rozjustování krystalů (vzájemný posuv C) Zlepšení rozlišovací schopnosti (Disperzní prvky)Disperzní prvky Potlačení vyšších harmonických Potlačení  složky Užití kosé difrakce – inclined crystal monochromator paralelní, bezdisperzní

10 Nefokusující monochromátory Dvoukrystalové Kombinace Bragg-Laue 1b. (+, -)(n, -m) neparalelní, disperzní Různé d 2. (+, -)(n, -m) antiparalelní, disperzní

11 Nefokusující monochromátory 2. (+, +)(+n, +m) antiparalelní, disperzní Vysoká rozlišovací schopnost Monochromátory mění nepolarizované záření na částečně lineárně polarizované a kruhově polarizované na elipticky polarizované. Toto lze odstranit zkříženou polohou monochromátorů (pootočení druhého krystalu kolem dopadajícího centrálního paprsku). Ladění pootáčením druhého krystalu Ladění s využitím vertikální divergence

12 Nefokusující monochromátory Čtyřkrystalový monochromátor (-, +, +, -) ladění

13 Paralelní x Antiparalelní  n 1 n 2 ~ 0 ~  1 +  2 = 2  1 = 2  2   ~ 0  ~ 2  1 = 2  2 Přístroj v poloze (n,n) propouští všechny Přístroj v poloze (n,n) propouští právě jednu Paprsky odchýlené od horizontální roviny, pro které je splněna Braggova podmínka na C1 se odrazí i na C2 a projdou. Paprsky odchýlené od horizontální roviny dopadají pod stejným úhlem na C1 i C2, ale není to Braggův úhel pro. Díky vertikální divergenci propouští přístroj větší vlnový obor. Pohnutím C2 okolo O2 naráz zrušíme splnění Braggovy podmínky na obou krystalech. Braggova podmínka zůstane splněna pro oba krystaly, ale pro jinou Difrakční křivka závisí pouze na vlastnostech krystalů. Difrakční křivka je spektrálním rozložením dopadajícího záření, zkresleným vertikální divergencí a konečnou šířkou krystalové funkce.

14 DuMondovy grafy (+-) Otáčení druhým krystalem  =  2 -  1,  2 =  1 (++)  =  2 +  1,  2 =  1 Souhlasný smysl C1, C2 Opačný smysl C1, C2 Velikost okna

15

16 DuMondovy grafy

17 Fokusující monochromátory Pro lepší využití záření zdroje, ale rozlišovací schopnost je horší Fokusační zrcadla Ohnuté krystaly Optická vada metody Vliv odchylek od ideálního tvaru Hloubka průniku Šířka štěrbin Horizontální fokusace (tangenciální) Vertikální (sagitální) fokusace Horizontální Bodový zdroj v ohnisku Polychromatická fokusace Rowlandova kružnice Monochromatická fokusace

18 Fokusující monochromátory JohanssonůvJohannův R 2R

19 Fokusující monochromátory Cauchoisové Logaritmická spirála

20 Fokusující monochromátory Guinierova fokusační podmínka  difraktující roviny, povrch p = R sin(  -  ) zdroj - krystal q = R sin(  +  ) krystal - ohniska Vertikální (sagitální) fokusace Von Hamos

21 Další monochromátory

22

23 Zrcadla, multivrstvy Göbelovo parabolické zrcadlo

24 Zrcadla, multivrstvy

25 Odkazy Osmic Ino CrystranSpectrolab Charles Super X-ray optics Rentgenová optika Kolimátory, multivlákna, kapiláry Parabolická zrcadla 2Parabolická zrcadla 1