Планарные параболические линзы из кремния для жесткого рентгеновского излучения

• Автор: Григорьев, Максим Валентинович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 146 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ф ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭЛЕМЕНТЫ ФОКУСИРУЮЩЕЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ

ОПТИКИ.

1.1 Зеркальные рентгенооптическис элементы

скользящего паления

1.2 Френелсвские зонные пластинки

1.2.1 Амплитудные зонные пластинки Френеля.

1.2.2 Фазовые зонные пластинки Френеля.

1.2.3 Амплитуднофазовые зонные пластинки Френеля.

1.2.4 Многоуровневые зонные пластинки

1.2.5 Зонная оптика скользящего падения
1.3 Врэггфренелевская оптика
1.3.1 Брэпфреиелсвская кристаллооптика
1.3.2 Брэггфренелевские линзы на многослойных рентгеновских зеркалах
1.4 Преломляющая оптика
Выводы к главе I.
ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЛАНАРНЫХ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ ЛИНЗ И АНАЛИЗ ИХ СВОЙСТВ.
2.1 Расчет топологии преломляющих профилей
планарных параболических линз.
2.2 Учет свойств материалов и критерии их выбора.
2.3 Интег ральное пропускание планарных параболических линз.
2.4 Влияние погрешностей изготовления на фокусирующие свойства линз
2.5 Спектральные характеристики планарных параболических линз с минимизированным поглощением
2.6 Оценки теплового режима для планарных
п ре л о мл я ю щ и х л и н з.
Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. ФОКУСИРОВКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАНАРНЫМИ ПАРАБОЛИЧЕСКИМИ ЛИНЗАМИ ИЗ КРЕМНИЯ.
3.1 Изготовление планарных параболических линз
3.2 Фокусировка рентгеновского излучения
на лабораторном источнике.
3.3 Фокусировка рентгеновского излучения
на источнике синхротронного излучения.
3.4 Фокусировка рентгеновского излучения
планарными параболическими линзами с минимизированным поглощением
3.5 Фокусировка синхротронного излучения
высоких энергий
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. КОЛЛИМАЦИЯ ЖЕСТКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАНАРНЫМИ ПАРАБОЛИЧЕСКИМИ ЛИНЗАМИ ИЗ КРЕМНИЯ
4.1 Методика проведения эксперимента1
4.2 Эксперименты по коллимации рентгеновского
излучения и измерение угловой
расходимости пучка.
4.3 Экспериментальные погрешности
и точность измерений
Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
р СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Данные линзы успешно используются в экспериментах по микродифракции, флуоресцентному анализу, микротомографии и микроскопии. Высокая яркость источников синхротронного излучения последнего поколения позволяет проводить эксперименты по неупругому и ядерному рассеянию, требующие сверхвысокого энергетического и углового разрешения. Определяющим фактором здесь является степень коллимации первичного пучка, где необходимо формировать плоскую волну с разбросом волнового вектора менее 1 микрорадиана. Преломляющие рентгенооптические элементы хорошо зарекомендовали себя в указанных выше экспериментах. Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки и создания новых преломляющих рентгенооптических элементов, свободных от вышеперечисленных недостатков, изучения фокусирующих свойств данной оптики и исследования возможности коллимации ею рентгеновского излучения. Успешное решение этих проблем позволит поднять качество проводимых исследований на новый уровень. В достигнута угловая расходимость пучка 0. I. Разработанные принципы проектирования и изготовления планарных параболических линз и планарных параболических линз с минимизированным поглощением. Результаты экспериментальных исследований процесса фокусировки жесткого рентгеновского излучения планарными параболическими линзами из кремния: достигнута эффективность фокусировки %, осуществлена фокусировка синхротронного излучения с энергией 0 кэВ, полученные значения полуширины фокальных пятен соответствуют расчетным. Результаты экспериментальных исследований коллимации синхротронного излучения планарными параболическими линзами в диапазоне энергий от до кэВ. Угловая расходимость пучка при энергии . В была уменьшена с до 0. Разработанная новая методика прямого измерения угловой расходимости рентгеновского излучения. T International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Berlin. SPIE’s ! SPIE’s ,h Annual Meeting, San Diego, CA USA, . По результатам исследований опубликовано научных работ, которые были использованы при написании диссертации. Экспериментальные исследования фокусировки и коллимации рентгеновского излучения планарными параболическими линзами из кремния были осуществлены автором совместно с к. А.А. Снигиревым, к. Л.Г. Шабсльниковым и к. А.Ю. Суворовым. Компьютерное моделирование оптических свойств планарных параболических линз из кремния с учетом технологических погрешностей формирования было проведено в соавторстве с к. С.М. Кузнецовым. Работы по изготовлению планарных параболических линз были проведены в сотрудничестве с к. В.А. Юнкиным. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка публикаций и списка цитированной литературы из названий. Объем диссертации составляет 6 страниц, в том числе рисунков и 5 таблиц. Глава посвящена обзору литературных данных по основным направлениям и методам фокусировки рентгеновского излучения. Более 0 лег прошло с момента открытия в г. Рентгеном X-лучей - коротковолнового электромагнитною излучения, которое обычно называют рентгеновским излучением. Под этим излучением подразумевается очень широкий диапазон длин волн (от ’ нм до нм) с энергией рентгеновских квантов от ЮОэВ до 1 МэВ. Условно выделяют три диапазона рентгеновского излучения: мягкое излучение с энергией ? В; излучение средних энергий, 0 эВ