Zpět na Realizace

Vývoj mechaniky braggovského zvětšováku pro synchrotron

Vývoj mechaniky braggovského zvětšováku pro synchrotron

Pro synchtrotron ANKA v Karlsruhe byly navrženy a vyrobeny držáky a justážní přípravky pro krystaly germania. Ty ve správné konfiguraci fungují jako braggovský rentgenový mikroskop. Systém byl navržen tak, aby se dal snadno přenést i na experimenty na jiných synchrotronech.

Braggovský rentgenový mikroskop

Germaniové (nebo jiné) krystaly ve správné konfiguraci lze použít efektivně jako rentgenový mikroskop se submikronovým rozlišením. Aby bylo možné takový mikroskop realizovat, byl navržen optomechanický systém, který splňuje následující požadavky:

  • Celkem je třeba upevnit 4 krystaly, vždy po dvojici na každý směr zvětšení (vertiální a horizontální)
  • Vždy dvojici krystalů je nutné být schopen vůči sobě orientovat s rozlišením 0.1 arcsec
  • Krystaly je třeba upevnit tak, aby při změnách teploty nehrála roli rozdílná teplotní roztažnost krystalů a jejich držáků, a to jak z důvodů změny vyvíjeného pnutí v krystalech, tak z důvodů zachování orientace krystalů.
Řešením nakonec byly dva systémy, ve kterých jsou vždy jeden krystal upevněn fixně, a druhý je vuči němu nastavitelný ve třech osách pomocí piezzo aktuátorů. Materiál držáků byl zvolen co nejbližší materiálu aktuátorů, aby se dosáhlo rovnoměrného roztahování při změnách teploty. Vlastní krystaly jsou upevněny přes soustavu pružných kloubů, které dovolují vzájemný pohyb držáku a krystalu při změnách teploty ve všech směrech, vyjma změny orientace povrchu krystalu. Při změnách teploty tak vzájemná orientace krystalů zůstává zachována. Pro zařízení byl rovněž připraven Tango server, tj. softwarové knihovny, pro začlenění zařízení do řídících systému synchrotronu.
Měření prováděná již na synchrotronech ANKADiamond Light Source i Spring 8 ukazuje použitelnost zařízení jako mezistupně mezi kontaktní mikroskopií a mikroskopií založenou na zónových destičkách, a to jak výkonově, tak cenově.