4.3 Röntgenbeugung 4.3.1 Transmissionsgitter

Beschreibung

Karteikarten am 4.3 Röntgenbeugung 4.3.1 Transmissionsgitter, erstellt von Tom Schobert am 26/09/2017.
Tom Schobert
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Erstellt von Tom Schobert vor etwa 7 Jahre
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Röntgenbeugung - Lichtweg und Hindernisse eingegrenzt und beschnitten - Ausfüllung mit Huygensschen Elementarstrahlern - Interferenz → Photonen hnreichend kohärent o zu große Quellgröße → schlechte räumliche Kohärenz o zu große spektrale Bandbreite → schlechte zeitliche Kohärenz - Beugungsstrukturen oft viel zu klein zur Detektion (aber auch geeignete Anforderungen)
Allgemeines Funktionsprinzip Licht in einer Dimension räumlich modifiziert (in Amplitude oder Phase) → Transmission: Licht durchläuft hν≤2keV
Gittergleichung sinα+sinβ=k⋅λ/d=k⋅λN
Beugungsordnungen k=0 geradeaus durch k=1 rot(lange Wellenlänge) weiter weg gebeugt, blau(kurz) weniger k=±n jede Farbe in mehrere Richtungen gebeugt, k ganze Zahl plus und minus gleichberechtigt
Aufbau - freistehende Gitter - Metall (Gold) - Hinterlegen mit viel weniger feinen, ebenfalls freistehenden Stützstruktur → Mechanische Stabilität
Effizienz (normal) 50 %: nicht durch Gitter, an Stegen absorbiert bzw. reflektiert 25 % in 0.Ordnung 10 % ±1. Ordnung 5 % in höhere Ordnungen
Effizienz (härtere Strahlung) Stege werden transparenter, Effizienz 0.Ordnung gegen 100 %, Rest schwach Zwischenbereich 1.Ordnung wesentlich über 10 % → Phasenverschiebung ΔΦ≈π Dispersion oft in der Nähe von Absorptionskanten relativ stark, große spektrale Änderungen in Beugungseffizienz
Einfaches Transmissionsgitterspektrometer - Quelle-Gitter-Detektor - Vorteil: justieren - Nachteil: Spektralauflösung, Lichtstärke - Spalt beschneidet Breite Strahlbündel in Dispersionsrichtung - Einschränkungen spektrale Auflösung - Kombination durch Faltung - Detektorauflösung (Pixel-, Korngröße)
- Einschränkungen spektrale Auflösung optische Auflösung Δλ_opt=1/B λ/N geometrisch: möglichst kleine Spaltbreite B Quellverbreiterung: Loch-Kamera-Bild
- Detektorauflösung (Pixel-, Korngröße) 1 μm (Film) 30 μm (CCD) 50 μm (MCP,IP)
Abbildendes Transmissionsgitterspektrometer - nach Abbildungselement Transmissionsgitter im Strahl o in erster Ordnung Bild des Objekts (kein beschränkender Spalt) - punktförmig: sphärischer Spiegel - jede Farbe eine Bildlinie, Linien liegen nebeneinander - Nutzen: o Verbesserung spektrale Auflösung o Erhöhung Lichtausbeute
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