二結晶モノクロメータ

高精度のブラッグおよびチルト角度調整

フランスのESRFのID18ビームラインに、現在非弾性X線散乱用ダブルスペクトロメータが設置されています。固体のフォノンの励起状態を希望する波長をモノクロメータで選択することにより、エネルギー分解能 0.5 meVと2 meVで調べることができます。

モノクロメータは、4つの独立した水晶で構成され、対の形で使用されます。水晶のペアはビームの視準を合わせ、2番目の水晶ペアは必要とするエネルギーのビームを選択します。それぞれのロッキングカーブ幅は、数マイクロラジアンになります。ロッキングカーブの最大値、つまり最大強度で運用するには、2つの対をなす水晶の相対角度が、分解能で0.5マイクロラジアンまたはそれ以上で調整される必要があります。

結晶の高精度再調整

まず、低分解能 2 meV、ハイ フラックスでサンプルの特性を短時間で取得し、次に高分解能 0.5 meVで詳細な測定を行います。この測定を行うには、4つの水晶のブラッグ角およびチルト角を高精度で再調整し、2つのモノクロメータを高速で交換する必要があります。

極めて高い需要に応える水晶の位置決め

ブラッグ角とチルト角を調整するには、水晶を高精度で動かし、高精度で位置決めをする必要があります。また、長期間の安定性と高い繰り返し精度が要求されます。しかも、限られた空間に納めなければなりません。

PI社で開発されたPiezoWalk® ドライブはまさにパーフェクトなソリューションです。ブラッグ角、チルト角は0.1 µradと素晴らしい分解能で、繰り返し精度は12 µrad範囲で0.1 µradとなります。長時間の安定性に関しては、容量センサーを使い0.1μrad以下を達成しております。但し、ステージの設置面積は95 mm × 78 mm × 32 mmと非常にコンパクトなサイズです。

将来的には、X線スペクトロメーターのビームのエネルギー選択を変更する運動の同期を実行するため、角度ストローク±2 mradで使用される予定です。

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