Volltext - Universität Hamburg

8.3. Messmethoden
20
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∆E (meV)
10
0
−10
∆E (meV)
10
0
−10
−20
−20
−15−10 −5 0 5 10 15
∆θ (µrad)
−15 −10 −5 0 5 10 15
∆θ (µrad)
Abbildung 8.11.: Links: DuMond-Diagramm für zwei Siliziumkristalle Si ( 5 5 5 ) (blau) und Si ( 3 3 3 )
(rot) bei 9.911 keV in (++)-Konfiguration, wie bei der Messung aus Abb. 8.13. Rechts:
DuMond-Diagramm für einen Diamantkristall (blau) C ( 4 4 4 ) bei 12.0697 keV und
einen Siliziumkristalle Si ( 5 5 5 ) (rot). Der schwarze Bereich kennzeichnet die Energien
und Winkel für den beide Kristalle gleichzeitig reflektierend sind. Gelb zeigt die
Energie-Winkelverteilung der Eingangsstrahlung die nötig ist, um eine Signaländerung
zu messen, wenn der Analysator aus einem Bragg-Kristall besteht. In hellblau ist ein
Diamantkristall mit einer modifizierten Gitterkonstanten von ∆a 0/a 0 = 5·10 −7 dargestellt.
Die grün umrandete Fläche ist der gemeinsame Energie-Winkelbereich zwischen
dem Siliziumkristall und dem Diamantkristall mit modifizierter Gitterkonstante.
doppelt so stark. Die Messung zeigt, dass der experimentelle Aufbau die erwarteten Resultate
im Rahmen des derzeitigen Aufbaus wiedergibt.
8.3.2. Transmittive Messung
In diesem Fall wird der transmittierte Anteil des Strahl untersucht. Es ist hierbei nötig einen
vorher monochromatisierten Strahl in der Größenordnung der Darwin-Breite des untersuchten
Kristalls zu nutzen, da sonst der transmittierte Anteil der Strahlung außerhalb der Bragg-
Reflexion die Signaländerung überstrahlt. Außerdem ist es notwendig einen, im Vergleich zur
Photoabsorptionslänge, dünnen Kristall zu verwenden. Im Fall eines Diamantkristalls stellt
dieses kein Problem dar, da die Photoabsorptionslänge für 12 keV Photonen etwa 3 mm beträgt.
Die gemessene Intensität hinter dem Bragg-Kristall ändert sich in Abhängigkeit von der
Temperatur des Kristalls, da sich die Bragg-Energie durch die von außen zugeführte Energie
ändert. Liegt die Verschiebung der Bragg-Energie innerhalb der Darwin-Breite des Kristalls ist
die gemessene Intensität minimal. Ist die Temperaturänderung und damit die Änderung der
Bragg-Energie größer als die Darwin-Breite des Kristalls, nimmt die Intensität zu, da sich die
Eindringtiefe in den Kristall ändert (vgl. Abb. 3.5). Es können in diesem Fall beide Strahlungsanteile
gemessen werden, der reflektierte und der transmittierte Anteil der Strahlung.
Die Konzeption eines Experiments zur Bestimmung der Wärmlastgrenzen der Bragg-Reflexion
für den Fall eines Pulszugs von Röntgen-Lichtpulsen einer XFELO-Strahlungsquelle ist in
diesem Kapitel vorgestellt. Teilkomponenten wurden getestet. Die Temperatur des Probenkristalls
kann auf etwa 55 K abgesenkt werden, wobei mit einem leistungsfähigeren Kühler auch
Temperaturen von unter 50 K erreichbar sind. Die Temperatur kann mit einer Temperatur-
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