Hochpräzise Röntgenpolarimetrie mit Diamantkristallen

Bernhardt, Hendrik GND

Im Rahmen der Dissertation wurden mehrere Röntgenpolarisatoren aus Diamantkristallen entwickelt und angewandt. Die Polarisatoren beruhen auf dem Channel-Cut-Prinzip, bei dem ein Röntgenstrahl mehrmals unter einem Braggwinkel von 45° gebeugt und linear polarisiert wird. Die verwendeten Diamantkristalle wurden ausführlich charakterisiert, sowie die Auswirkungen von Defekten (Versetzungen und Stapelfehler) auf die Röntgenpolarimetrie untersucht. Die Diamanten waren für die Herstellung monolithischer Channel-Cut-Kristalle ungeeignet, weswegen spezielle Quasi-Channel-Cuts aus Invar mit Spiegelhaltern entwickelt wurden, mit denen bis zu vier Diamanten auf rad genau parallel zueinander justiert werden konnten. Bei Experimenten am Synchrotron in Grenoble wurde mit diesen Diamant-Quasi-Channel-Cuts eine bisher unerreichte Polarisationsreinheit von 1,3·10-10 gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass die Polarisationsreinheit durch die Divergenz des Synchrotrons limitiert ist und mit verringerter Divergenz eine bessere Reinheit gemessen werden kann. Somit sind an Röntgenquellen mit niedrigerer Divergenz, wie z.B. Synchrotrons 4ter Generation und Röntgenlasern, theoretisch noch bessere Polarisationsreinheiten möglich, was für die Messung der Vakuumdoppelbrechung von Vorteil ist. Außerdem wurde gezeigt, dass selbst Diamantkristalle mit Versetzungsdichten im Bereich von 104 bis 106 cm-2 für die hochpräzise Röntgenpolarimetrie geeignet sind.

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Bernhardt, Hendrik: Hochpräzise Röntgenpolarimetrie mit Diamantkristallen. Jena 2019.

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