Устройство точечной фокусировки рентгеновского излучения

 

Изобретение относится к устройствам управления рентгеновским излучением и может применяться в рентгеноспектральном и рентгеноструктурном анализе, рентгеновской микроскопии и астрономии. Цель изобретения - обеспечение возможности фокусировки в произвольной точке. Источник располагают на направлении брэгговского отражения на произвольном расстоянии Lo от двухосно изогнутого монокристалла , сфокусированное излучение принимают в точке на определенном расстоянии от центра изгиба монокристалла Lh. определяемом соотношением 1 /Ц +1 / 1/F, F Ry- sin вь /2, где F - фокусное расстояние; ft, - угол Брэгга, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕCKVIX

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 G 21 К 1/06

ГОСУДЛРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1 «1, RxslnQ — + — = — F

Ln Ь F 2 (21) 4391795/25 (22) 15.03.88 (46) 23.01.91. Бюл. ¹ 3 (71) Ереванский государственный университет (72) К.Т.Габриелян, Ф, Н.Чуховский, Д.И.Пискунов и Г,О.Демирчян (53) 535,853,34(088.8) (56) Блохин М.А, Методы рентгеноспектральных исследований, — М.: ГИФМЛ, 1959.

Berreman P.W„Stamatoff I., Kennedy S,l,—

Applled Optics, 1977, 16, № 8, р. 2081-2085. (54) УСТРОЙСТВО ТОЧЕЧНОЙ ФОКУСИРОВКИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам управления рентгеновским излучением и

Изобретение относится к устройствам управления рентгеновским излучением с использованием дифракции и может применяться в рентгеноспектральном и рентгеноструктурном анализе. рентгеновской микроскопии и астрономии, Целью изобретения является обеспечение воэможности фокусировки в произвольной точке.

На чертеже показана рентгенооптическая схема устройства.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают источник 1 рентгеновских лучей на произвольном расстоянии Lo от центра изгиба кристалла 2 так, что кристалл 3 ориентирован в плоскости, образованной осями Х и Z, под точным углом

Вульфа-Брэгга к падающему лучу. В случае, когда кристалл 3 представляет собой идеальный монокристалл, изогнутый по осям, ÄÄ5UÄÄ 1622908 А1 может применяться в рентгеноспектральном и рентгеноструктурном анализе, рентгеновской микроскопии и астронсмии. Цель изобретения — обеспечение воэможности фокусировки в произвольной точке. Источник располагают на направлении брэгговского отражения на произвольном расстоянии 4> от двухосно изогнутого монокристалла, сфокусированное излучение принимают в точке на определенном расстоянии от центра изгиба монокристалла Ln, определяемом соотношением 1/4 +1/ Ln =

=1/F, F = ЯУ sin 6b /2, где F — фокусное расстояние; 6Б — угол Брэгга, 1 ил. параллельным осям Х и У, с радиусами изгиба Rx и Ry, связанными соотношениями

Ry = хэлп

2 рентгеновское излучение динамически отражается от него и в соответствии с расчетом хода лучей фокусируется в точку 4 в направлении точной брэгговской дифракции на расстоянии Lh от центра изгиба кристалла 2, определяемом соотношениями где F — фокусное расстояние, При брэгговской дифракции рентгеновских лучей, испущенных точечным источником, находящимся на расстоянии 41 от кристалла, изогнутого по двум осям с радиУсами изгиба йк и Ry, интенсивность дифРагированной волны !(гр) в вакууме на

1622908

Такаги — Топэна и имеет вид

l(r ) = l Д оМубл(К + q,)åõð(iF(k,y)) Ð;

F(k,y) = — — — + — — (X — L»s Inch) +, (1)

Кг 1 1 k sin 6k, 2К C4 Gh ahLh 2 Lh з!и 6ь sin6b где то R

„г6

sing>

2sin®

Ry кХ, Цо—

BF 1 1 2

=0 или +(= R(. (2) Э5 дгF 1 1 2 sing)

=О или — + — = дР (3) hXf =Лст99, j1 — " I; ЛУ =

При этом координэти фокусной точки RxslntR определяются уловиями д); = 0 или Хр — — 1-ьз!пб ; дР (4) 25

-т — — О или У =О. дР д (5) (6)

35 расстоянии Lh от кристалла определяется соответствующим решением уравнений к = 2лХ вЂ” волновое число рентгеновских лучей;

Gh(k) — фурье-гармоника функции Грина 5 дифрагированной волны рентгеновских лучей в изогнутом кристалле;

Хо,h — фурье-гармоники поляризуемости кристалла.

В соответствии с известными методами 10 анализа дифракционных интегралов, фокусные расстояния определяются из условий

Когда радиусы изгиба кристалла Rx u Ry 30 связаны условием условия (2) и (3) выполняются на одинаковом расстоянии Lh от кристалла — происходит фокусировка точка в точку.

Из (4) и (5) следует, что поскольку выражения для координат фокусной точки не зависят от длины волны падающего излучения, двухосноизогнутый кристалл с радиусами изгиба Rx и Ry, связанными условием (6), ахроматически фокусирует все длины волн в одну точку, определяемую условиями (2) — (5).

Из общей формулы (1) можно определить распределение интенсивности отраженного излучения в окрестности фокусной точки и дифракционные размеры фокусного пятна АХ и AY<:

Предлагаемое устройство дает возможность по сравнению с известным управлять положением фокусной точки. При помещении источника на фокусном расстоянии от кристалла (>" = F точка фокуса устремляется в бесконечность (Lh m ), от кристалла отражается параллельный пучок рентгеновских лучей — происходит двумерная коллимация излучения. Когда (о < F, изображение источника мнимое, Lh < О. В интервале расстояний F< 4, < ху изображение источника рентгеновских лучей действительное, причем при 4 = оо(падающая плоская вол1622908 на) отраженное излучение фокусируется на фокусном расстоянии от кристалла Lp =- Е.

Фокусировка происходит с отличным от единицы коэффициентом передачи иэображения

k =1ьбЬ, что дает возможность получать как уменьшенные, так и увеличенные изображения источника рентгеновских лучей.

Рассмотрим точечную фокусировку рентгеновского излучения длиной волны

=1,54 А кристаллом Sl c использованием (400) симметричного отражения, угол ВульфаБрэгга 64 = 34-6О, При радиусе изгиба Rx=

= 1 м фокусное расстояние F = 0,28 м, Для обеспечения точечной фокусировки кристалл должен быть изогнут по радиусу Вт =

=0,32 м. При этих условиях излучение от источника, расположенного на расстоянии

4, = 1 м, точечно фокусируется на расстоянии 4 = 0,4 м. В случае, когда источник находится на расстоянии 1 о = 0,57 м, происходит фокусировка по известному устройст,. ву Ln = Lo — источник и точка фокуса находятся на круге Роуланда. При Lo - 0,1 м расстояние Ln - -1,6 м — изображение источника рентгеновских лучей мнимое.

Таким образом, использование предла гаемого устройства позволяет фокусировать рентгеновские лучи двухосно изогнутым монокристаллом в широком диапазоне расстояний источник — кристалл и кристалл — фокусная точка, Это дает воэможность использовать двухосно иэогнутый кристалл в качестве сферической линзы рентгеновского излучения с отличным от единицы коэффициентом передачи изобра40 жения, а также фокусировать плоскую волну и двумерно коллимировать рентгеновское излучение, Таким образом, устройство фокусировки можно использовать в рентгеновской микроскопии, астрономии и при

45 монохроматизации рентгеновского излучения, Формула изобретения

Устройство точечной фокусировки рент50 геновского излучения, состоящее из источника излучения и монокристалла, изогнутого по двум взаимно перпендикулярным направлениям и ориентированного под углом 64 Вульфа-Брзгга к оси пучка из55 лучения. причем радиусы изгибов монокристалла Rx и R> связаны соотношением й»г

=Raisin 64 . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью сбеспечения возможности фокусировки в произвольной точке, источник излучения выполнен с возможностью перемещения относительно монокристалла и размещен на расстоянии Q от него, определяемом соотношениями

5 1 „1 1

4 4 F где Lg — расстояние от монокристалла до точки фокусировки;

10 F = (й„з1п®)/2 — фокусное расстояние монокристалла,