Methods of synchrotron radiation monochromatization (research review)

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 217 MATERIAL SCIENCE Для улучшения монохроматичности излучения могут быть использованы приборы, обеспечивающие более двух отражений на кристаллах. В работах [21–23] представлены монохроматоры с двумя и тремя парами кристаллов (четыре и шесть отражений), каждая из которых выделяет определенную спектральную полосу. Приборы такого типа, обладающие улучшенными показателями монохроматичности, дают возможность сохранить ось пучка от входа в монохроматор до его выхода. В некоторых случаях выполнение этого условия является важным при проектировании станций синхротронного излучения [24, 25]. Большинство монохроматоров, установленных на источниках СИ, оснащено узлами с двумя кристаллами [26]. Одна из наиболее распространенных конструкций кристаллических монохроматоров предполагает использование кристаллов с канальной огранкой. В этом случае обе пластины монохроматора принадлежат одному и тому же монокристаллическому блоку. В русскоязычной литературе конструкции, изготовленные по такой схеме (рис. 12), называют «бабочкой» [27], в англоязычном варианте – channel-cut monochromator (CCM). В отличие от двухкристальных монохроматоров при использовании схемы «бабочка» кристалл вырезают из моноблока таким образом, что его отражающие поверхности располагаются с внутренних сторон канала (рис. 12) [28, 29]. Основное преимущество такого технического решения заключается в возможности обеспечить идеальную параллельность отражающих поРис. 12. Рабочий элемент кристаллического монохроматора «бабочка». Две грани кристалла, на которых происходит отражение пучка, относятся к единому монокристаллу [28] Fig. 12. The working element of the channel-cut monochromator. Two faces of the crystal, on which the beam refl ection occurs, belong to a single monocrystal [28] верхностей на стадии изготовления кристалла. Существенное нарушение параллельности рабочих поверхностей «бабочки», обусловленное тепловой деформацией материала, наблюдается при высоких энергиях излучения (свыше 20 кэВ [3, c. 152]). При использовании монохроматоров с независимыми кристаллами, обладающими несколькими степенями свободы, возможны сложности в обеспечении параллельности их рабочих поверхностей [28]. Одна из разновидностей дисперсионных монохроматоров с канальной огранкой, обеспечивающая четырехкратное отражение рентгеновских лучей [21, 22, 30, 31], показана на рис. 13, б [30]. В работе [32] продемонстрирована схема монокристалла с канальной огранкой, рабочие поверхности которого представлены тремя дифрагирующими гранями (рис. 14). При анализе оптических схем в геометрии Брэгга и Лауэ выделяют симметричное (рис. 15, а) и асимметричное (рис. 15, б, в) отражение рентгеновских лучей [33]. Схемы с симметричным и асимметричным отражением отличаются длиной хода лучей в кристаллах. При симметричном отражении (рис. 15, а) атомные плоскости параллельны поверхности кристалла. В случае асимметричного отражения плоскости кристалла ориентированы под углом к атомным плоскостям, составляющим обычно 5…10° [34, c. 283]. Варианты кристалРис. 13. Монохроматор с канальной огранкой: β – угол наклона грани [30] Fig. 13. Monochromator with channel-cut: β – angle of inclination of the facet [30]

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1