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4.3 Röntgenbeugung 4.3.1 Transmissionsgitter
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- 1Röntgenbeugung- 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) - 2Allgemeines FunktionsprinzipLicht in einer Dimension räumlich modifiziert (in Amplitude oder Phase) → Transmission: Licht durchläuft hν≤2keV
- 3Gittergleichungsinα+sinβ=k⋅λ/d=k⋅λN
- 4Beugungsordnungenk=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 - 5Aufbau- freistehende Gitter
- Metall (Gold)
- Hinterlegen mit viel weniger feinen, ebenfalls freistehenden Stützstruktur → Mechanische Stabilität - 6Effizienz (normal)50 %: nicht durch Gitter, an Stegen absorbiert bzw. reflektiert
25 % in 0.Ordnung
10 % ±1. Ordnung
5 % in höhere Ordnungen - 7Effizienz (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 - 8Einfaches Transmissionsgitterspektrometer- Quelle-Gitter-Detektor
- Vorteil: justieren
- Nachteil: Spektralauflösung, Lichtstärke
- Spalt beschneidet Breite Strahlbündel in Dispersionsrichtung
- Einschränkungen spektrale Auflösung
- Kombination durch Faltung
- Detektorauflösung (Pixel-, Korngröße) - 9- Einschränkungen spektrale Auflösungoptische Auflösung Δλ_opt=1/B λ/N
geometrisch: möglichst kleine Spaltbreite B
Quellverbreiterung: Loch-Kamera-Bild - 10- Detektorauflösung (Pixel-, Korngröße)1 μm (Film)
30 μm (CCD)
50 μm (MCP,IP) - 11Abbildendes 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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- Created by Tom Schobert · Sep 26, 2017
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