Способ получения линейно поляризованного монохроматического рентгеновского излучения

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в рентгенографических исследованиях, а также в экспериментальной физике. Целью изобретения является изменение положения плоскости поляризации излучения при сохранении направления поляризованного пучка в пространстве. Для этого пучок релятивистских заряженных частиц направляют на монокристаллическую мишень под углом &Е к какой-либо системе кристаллографических плоскостей. Параметрическое рентгеновское излучение, возникающее при прохождении заряженных частиц через кристалл , отбирают под углом 2вв в точках дифракционного пятна, азимутальная координата р которых связана с заданным углом наклона плоскости поляризации соотношением tg р tg V cos2 ОБ . 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 21 К 1/06 ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕ Н

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.03.93. Бюп. 1," 11 (21) 4451583/25 (22) 01.07.88 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.M.Êèðoâà (72) Ю.Н.Адищев, В.А,Верэилов, С,А.Воробьев, А.П.Потылицын и С.P.Óãëîâ (58) Воробьев С.А. и др, Обнаружение монохроматического рентгеновского излучения при взаимодействии ультрареллтивистских электронов с монокристаллом алмаза.

Письма в ЖЭТФ, 1985, т. 41, вып. 1, с. Э-б. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИНЕЙНО

ПОЛЯРИЗОВАННОГО МОНОХРОМАТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в рентгенографических исследованиях, а также в экспериментальной физике.

Целью изобретения является изменение положения плоскости поляризации излучения при сохранении направления поляризованного пучка в пространстве.

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

В способе используется параметриче.ское рентгеновское излучение (ПРИ). ПРИ обладает высокой степенью монохроматичности, малой угловой расходимостью и относительно высокой спектрально-угловой плотностью излучения. При экспериментальном исследовании поляриэационных характеристик этого излучения выявлен ряд особенностей, отличающих ПРИ от других

«5U„„1630562 А1 (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в рентгенографических исследованиях, а также в экспериментальной физике. Целью изобретения является изменение положения плоскости поляризации излучения при сохранении направления поляризованного пучка а пространстве. Для этого пучок релятивистских заряженных частиц направляют на монокристаллическую мишень под углом

á к какой-либо системе кристаллографических плоскостей. Параметрическое рентгеновское излучение. возникающее при прохождении заряженных частиц через кристалл. отбирают под углом 26ü а точках диф" ракционного пятна, азимутальная координата ip которых связана с заданным углом наклона плоскости поляризации 1рсоотношением tg р= tg ф cos2 ОБ. 1 ил. источников рентгеновского излучения. Обнаружено, что при коллимации излучения сгепень поляризации зависит от размеров области наблюдения (размеров коллиматора), а направление поляризации — от местоположения точки наблюдения на дифракционном пятне. Для всех точек. лежащих вдоль диаметра проходящего через центр рефлекса, плоскость поляризации имеет одно и то же направление. Ясно, что положение этих тачек опреде ается. прежде всего, азимутальной координатой р(азимутальным углом в полярной системе координат, отсчитываемым оТ плоскости дифракции). Выделяя другие точки наблюдения,для которых рпринимает другие значения, тем самым изменяют ориентацИю плоскости поляризации излучения в пространстве. Направление пучка поллризо t630562 ванного излучения в пространстве практически не изменяется.

Можно получить точное выра>кение для угла наклона плоскости поляризации ф от азимутальнай координаты р точки наблюдения. При этом считается, что как ф так и р отсчитываются от плоскости дифракции одинаковым образом. Тангенс фопределяется отношением и-,,тг-компонент поля.

19У- A» . Р)

Х гдето — интенсивность о-компоненты излучения;

3-„— интенсивность >г-компоненты излучения.

Выражениядля3о и3 получены втеории

ПРИ, Их записыоают в следующем виде;

3(,-= 3i slA . г

3-„= 3 > cos <р соз 2 6Б . (2)

Величина 3о от р не зависит. Подставляя выражения (2) о формулу (1}. получают

tg.@= tgQ cos 264 . (3)

Таким образом, для всех тачек дифракционнога пятна, имеющих азимутальную координату rp, излучение будет линейно поляризована са степенью поляризации, равной единице, а ориентация плоскости поляризации определяется соотношением (3).

Поскольку в реальной ситуации область наблюдения надифракционном пятне имеет конечные размеры (определяемые, например; размерами отверстия каллиматора}, интенсивности 3; и )-„в оыражениях (2) следует усреднить по конкретным размерам области наблюдения о каждом частном случае. При этом степень поляризации ока>кется несколько меньше 1, Размеры области наблюдения следует подбирать из условия оптимального соотношения между интенсивностью поляризованного излучения и степенью поляризации, В известных способах изменение поло. жения плоскости поляризации может осуществляться поворотом кристалла. В данном способе этот эффект достигается . путем отбора излучения в точках, име ащих различную азимутальную координату р.

Причем для каждого конкретного случая ф определяется из соотношения (3). При изменении направления поляризации пучок паляризованного излучения практически не изменяет своего направления в пределах конуса излучения.

Способ осуществляется следующим образом. Пучок релятивистских заряженных частиц 1 направляют на монокристаллическу а мишень под углом 6г, к набору кристаллаграфических плоскостей 2. Проходя через кристалл, частицы генерируют кванты

ПРИ, которые оылетают под углом 264 к направлению движения частиц, Отбирая

5 излучение в определенном месте дифракциoHHoI пятна, добиваются, чтобы излучение было поляризована о нужном направлении.

Аэимутальну1о координатуфточки наблюдения 3 относительно плоскости дифракции 4

10 определяют из соотношения (3).

Пример, Пучок электраноо с энергией

900 МэВ направляют на плоскости (220) кристалла Sl пад углом О = 9 . При этом происходит генерация ПРИ под углом 20Б = 18О.

Энергия излучения определяется законом

Брэгга и равна 20.6 кэВ. Для выделения необходимой области дифракционного пятна удобнее всего использовать щелеоой коллиматор. поскольку он выделяет те точки

20 дифракцианного пятна, для которых азиму тальная координата р принимает одинаковое значение. Следовательно, излучение о этих точках поляризована одинаковым образом. Пусть нужно получить линейно поляризованное излучение, плоскость поляризации которого составляет угол ф = 45О с плоскостью дифракции. Из формулы (3) находят, iT0 для этого достаточно повернуть щель от плоскости дифракции на угол p = 43,4О. Степень поляризации зависит ат размеров щелевого коллиматора. При ширине щели 4 мм и расстоянии да мишени

2 м степень поляризации более 0,8. Оценивают интенсивность поляризованнога излучения. При токе 15 мА, что соответствует

10 электронов за сброс синхротрона "Сириус". частоте сбросоо 5 Гц, выходе рентгеновских фотонов 10 фотон/электрон и . ширине и ели 4 мм интенсивность состаопя40 ет -2 10 фотон/с.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать достаточно интенсивные пучки рентгеновского монохроматического линейно поляризованного излучения, 45 легко изменять положение плоскости поляризации, сохраняя при этом неизменным, в пределах дифракционного пятна, направление поляризованного пучка.

Формула изобретения

Способ получения линейно поляризо. ванного монохроматического рентгеновского излучения, вклЮчающий направление пучка релятивистских заряженных частиц

55 иа манокристалличвску а мишень под углом

Брэгга О к выбранной системе кристалла. графических плоскостей и отбор рентгеновского излучения под углом 264 к направлению движения частиц, о т л и ч а ю1630562

Составитель Т. Владимирова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко

Редактор Г. Бельская

Заказ 1962 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно.издательский KOMGHHBT "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 шийся тем, что, с целью изменения положения плоскости поляризации при сохранении направления поляризованного пучка s пространстве. отбор излучения осуществляют в точках дифракционного отра- 5 жения, азимутальная координата р которых связана с заданным углом наклона плоскости поляризации tP соотношением tg p

= tg ф cos 2 64, причем углы р и ф отсчитываются от A/locKocTH дифракции.