Круг фокусировки

Кристалл-анализатор 2 — пропорциональный счетчик 3 — круг фокусировки 4 — полупроводниковый детектор рентгеновского излучения. [c.192]

Рис. 5.3 иллюстрирует также дополнительное геометрическое требование постоянства угла выхода рентгеновского излучения i(j, которое вызвано малыми размерами входного окна спектрометра для рентгеновского сигнала, выходящего из электронно-оптической камеры. Требование полной фокусировки обеспечивается. перемещением кристалла-анализатора по прямой линии от образца с одновременным поворотом кристалла и перемещением детектора по довольно сложной траектории, в результате чего круг фокусировки поворачивается вокруг точечного источника. Интересная особенность такого устройства заключается в том, что расстояние L от кристалла до источника прямо пропорционально длине волны. Это можно показать с помощью рис. 5.3. Запишем [c.193]

Геометрическая эффективность сбора представляет собой телесный угол приема спектрометра ( /4л )-100%. Как видно на рис. 5.3, угол, отмеченный дугой в плоскости круга фокусировки кристалл-дифракционного спектрометра, не меняется с изменением Однако рас.ходимость в плоскости, перпендикулярной рисунку, понижает эффективность сбора с ростом К для данного кристалла. В случае спектрометра с дисперсией по энергии более высокая эффективность сбора является следствием большей свободы в размещении детектора ближе к образцу [c.256]

Из-за требования, согласно которому в системе с дисперсией по длинам волн источник рентгеновского излучения должен находиться точно на круге фокусировки Роуланда, сканирование по большой площади может приводить к падению интенсивности излучения на краях области сканирования. Это явление проявляется заметнее с повышением разрешения кристалл-дифракционного спектрометра. Одним из способов контроля, насколько серьезно падение интенсивности рентгеновского излучения, является получение изображений в рентгеновских лучах образца из чистого элемента для различных размеров растра. Это может быть выполнено в каждом спектрометре для каждого кристалла. К счастью, такие связанные с фокусировкой трудности отсутствуют в системе с дисперсией по энергии, которая позволяет рассматривать большую площадь образца даже при коллимации (рис. 5.41, гл. 5). [c.300]

В левой части фиг. 61 в круге показан в увеличенном масштабе участок окрестности стенки, на котором видно влияние дифракционной интерференции. В плоскости входа лучей в модель стенка действует как дифракционный край, а плоскость фокусировки, расположенная в центре модели, играет роль экрана. Непосредственно по интерферограмме невозможно определить порядок интерференции на стенке 5 ,, и его обычно находят путем экстраполяции из смежных областей поля или при помощи дополнительных измерений температуры стенки. [c.161]

Фокусирующий преобразователь концентрирует энергию поля в определенной области - фокальной зоне, которая при сферической фокусировке имеет вид круга, а при цилиндрической - полосы. Здесь рассмотрена сферическая фокусировка, однако полученные закономерности справедливы также для цилиндрической. [c.95]

Имея в виду условие фокусировки на круге Роуланда, получаем [c.121]

Для измерения длины волны решетку можно поворачивать в пределах 4° 19, одновременно с поворотом решетка перемещается вдоль оси прибора для фокусировки спектра на выходную щель, помещаемую на круге Роуланда. [c.299]

Фокусировкой называется операция, в результате которой добиваются того, что инструментальный контур имеет наименьшую, характерную для данного прибора, ширину. Для этого приемные элементы прибора (фотослой, выходные щели) должны быть совмещены с поверхностью, на которой оптическая система спектрального прибора образует монохроматические изображения входной щели. Кроме того, отдельные элементы оптики должны располагаться так, чтобы аберрации всей системы были минимальны. Практически это означает, что входная щель должна находиться вблизи фокуса коллиматорного объектива, а в случае прибора с вогнутой решеткой — на круге Роуланда. [c.149]

Спектрографы с вогнутыми решетками чаще всего строят по схемам с фокусировкой на круге Роуланда фотослой совмещают с поверхностью кругового цилиндра радиуса г/2. Вогнутая решетка позволяет за одну экспозицию сфотографировать широкую область спектра, но наложение спектров разных порядков, как и у плоской решетки, ограничивает одновременно регистрируемый интервал длин волн. [c.102]

Рис. 11-9. Рентгеновский монохроматор, установленный на круге Роуланда. Кристалл деформирован и отшлифован для точной фокусировки.

Фокусировкой луча можно менять в широких пределах диаметр пятна на экране. Величина диаметра очень важна для оценки возбуждения, так как определяет его плотность и нагрузку экрана. В зависимости от условий работЕ) , размер пятна выражается различным образом для неподвижного луча достаточно просто величины диаметра при возбуждении движущимся (развёрнутым) лучом размер пятна рациональнее давать шириной строки, которую вычерчивает развёрнутый луч на экране. При одинаковой фокусировке размеры пятна несколько меньше для развёрнутого, чем для стационарного луча, и форма его изменяется от круга в сторону эллипса. В зависимости от условий отклонения, размер пятна может быть различным во взаимно перпендикулярных направлениях. [c.33]

Во-первых, можно с помощью щелей вырезать часть всей линии, падающей на образец после отражения от кристалла-монохроматора. Это, однако, связано с существенной потерей интенсивности. Во-вторых, можно применить принцип комбинированной фокусировки [11]—в этом случае необходимо достигнуть особенно гладкой поверхности образца. Кроме того, этот метод применим только для твердых тел. В-третьих, можно иопользовать точечный источник рентгеновского излучения, расположенный на круге Роуланда для сферически изогнутого кристалла-монохроматора, что является самым универсальным способом. В этом случае эффективная ширина рентгеновской линии, падающей на образец после фокусировки, меньше 0,2 эв при диаметре 389 мм для. круга Роуланда [57]. Однако даже прн применении монохроматоров для первичной возбуждающей линии не удается достичь разрешающей способности фотоэлектронного метода наименьшая ширина рентгеноэлектронной линии равна 0,39 эв [57] — это примерно на порядок хуже, чем ширина линии спектра для рядового фотоэлектронного спектрометра. [c.27]

В приборах со сфокусированным пучком злектронов сигнал рентгеновского излучения довольно слабый, и можно полагать, что он исходит из точечного источника. Поэтому рентгеновские спектрометры с полной фокусировкой, работающие с изогнутым кристаллом, более широко используются по сравнению с спектрометрами, имеющими плоский кристалл. Спектрометры последнего типа обычно используются в рентгеновском эмиссионном анализе при возбуждении с помощью рентгеновской трубки. В спектрометре с полной фокусировкой типа Иоганссона, схема которого приведена на рис. 5.3, точечный источник рентгеновского излучения, образец, кристалл-анализатор и детектор перемещаются по одному и тому же кругу радиуса R, называемому кругом фокусировки. Более того, кристалл изгибается так, чтобы кристаллические плоскости имели радиус кривизны 2R, а сама поверхность кристалла шлифуется до кривизны радиуса R. При такой геометрии все рентгеновские лучи, выходящие из точечного источника, будут падать на поверхность кристалла под одним и тем же углом 0 и фокусироваться в одной и той же точке на детектО ре. Этим обеспечивается максимальная эффективность сбора рентгеновского излучения в спектрометре без потери высокого разрешения по длинам волн. Очевидно, что в случае плоского кристалла угол падения рентгеновских лучей будет изменяться по длине кристалла, что. приводит к уширению и возможному наложению пико1В, вследствие чего уменьшаются максимальная интенсивность пика и отношение сигнал/фон. Хотя применение щелей Соллера дает возможность получить более параллельный пучок лучей, падающих на кристалл, однако и в этом случае не удается избежать потери интенсивности сигнала. [c.193]

Отражения более высоких порядков имеют место при значениях Ь, кратных его значению для отражений первого порядка. Обычно в спектрометрах выдаются показания непосредственно в значениях Ь. Реально в большинстве спектрометров с полной фокусировкой используются кристаллы, лишь изогнутые по радиусу кривизны 2Н, без шлифовки их поверхности до полного совпадения с кругом фокусировки, так как шлифовка кристалла приводит к потере разрешающей способности из-за увеличения количества дефектО В и зон с мозаичной структурой. Такой компромиссный вариант, известный как оптика Иоганна, приводит к некоторой расфокусировке изображения на детекторе, но не вызывает заметного ухудшения разрешающей способности. В другом типе спектрометра с оптикой Иоганна поддерживается постоянньгм расстояние от источника до кристалла и кристалл изгибается так, чтобы К менялась с изменением Я в соответствии с (5.2). Несмотря на то что механическое устройство спектрометра такого типа несколько проще, чем линейного спектрометра, лишь только некоторые кристаллы, такие, как слюда и Ь1Р, допускают повторный изгиб без значительных повреждений. По этой причине спектрометры с изгибаемым кристаллом практически не используются в микроанализе. Оптика Иоганна была реализована в другом приборе — в спектрометре с полуфокусировкой , в котором также остается постоянным расстояние от источника до кристалла. Но в этом приборе в карусельном устройстве монтируются несколько изогнутых кристаллов с различными радиусами кривизны, каждый из которых можно устанавливать в рабочее положение, вместо одного изгибаемого кристалла. Однако условие фокусировки для каждого кристалла строго выполняется только для одной длины волны, и поэтому для других длин волн будут иметь место некоторая расфокусировка и потеря разрешающей способности и максимальной интенсивности. Достоинство этого устройства заключается в том, что положение источника рентгеновского излучения на круге фокусировки менее критично, в связи с чем рентгеновское изображение, получаемое при сканировании электронного луча по поверхности образца, менее подвержено влиянию эффектов расфокусировки, поскольку изображение уже расфокусировано в целом. [c.194]

Так при установке образца в плоскости фокусировки оптического микроскопа ручками регулировки положения столика образца происходит его установка в фокус рентгеновского спектрометра. Направление малой оси эллипсоида является наиболее критичным. Для приборов с малыми углами выхода рентгеновского излучения это направление почти параллельно оси Z, и установка образца по оси Z является самой критичной юстировкой. При больших углах выхода за счет наклона области фокуса Z-компонента увеличивается в l/ os0 раз, что в свою очередь немного уменьшает чувствительность к изменению положения образца по высоте. Другим подходом к решению проблемы -является поворот плоскости круга фокусировки вокруг направления выхода рентгеновского излучения. Такой принцип лежит в основе конструкции горизонтального спектрометра. В этом спектрометре большая ось эллипсоида почти параллельна направлению оси Z, и положение образца по вертикали наименее критично. Вместо этого более вероятной становится расфокусировка в плоскости X —Y. Следует отметить, что в РЭМ, снабженном кристалл-дифракционным спектрометром, отсутствие оптического микроскопа с малой глубиной фокуса для нахождения фокуса спектрометра может вызвать серьезные проблемы при проведении количественного анализа. В этом случае большая глубина фокуса РЭМ является помехой, поскольку трудно наблюдать изменение рабочего расстояния на несколько микрометров, которые критичны для рентгеновских измерений. [c.195]

Обычно оптические элементы фокусирующих приборов, работающих на отражение, устанавливают по схеме Иоганнсона или Иоганна. В обоих случаях кристалл устанавливают так, что выполняется условие Брэгга [уравнение (10)]. Это условие уже было рассмотрено выше в разделе плоских кристаллов. Теоретически установка по Иоганнсону обладает хорошей фокусировкой, и точечный источник изображается линией. Кристалл изгибают по кругу радиуса К и шлифуют до получения радиуса К 2. Радиус изгиба кристалла равен диаметру круга фокусировки, известного под названием круга Роуланда (см. рис. 8,а). Можно показать, что в случае выполнения условия Брэгга Ь, = 2, где [c.212]

В рентгеновской дифрактометрии применяются различные способы фокусировки рентгеновских лучей, однако, наиболее широкое распространение получила фокусировка по Бреггу — Брентано. Схематическое изображение этого способа приведено на рис. VI.6. Принцип фокусировки основывается на теореме о равенстве вписанных углов, опирающихся на общую хорду ф1 = фа- При фокусировке по Бреггу — Брептано плоский образец, фокус рентгеновской трубки и приемная щель счетчика лежат на одной окружности (показана пунктиром). Расходящийся пучок рентгеновских лучей, выходящий из фокуса рентгеновской трубки Р, надает на плоский образец К, образующий угол с первичным пучком, отражается от образца и фокусируется в точке С гониометрического круга (показан сплошной линией). Ось поворота образца совпадает с центром гониометрического круга, а фокус рентгеновской трубки Р и приемная щель счетчика, находящегося в т. С, располагаются на гониометрическом круге. [c.120]

Схематическое представление мнимого пространстиенного интерференционного поля, состоящего нз наклонных сразнитсльпых волновых фронтов и измерительных волновых фронтов. Схема соответствует интерферограмме в левой части фигуры. В круге в увеличенном масштабе показано влияние дифракционноп интерференции плоскость фокусировки. [c.158]

Схема дифрактометра для анализа порошков с фокусировкой по Брэггу—Бреп-тано представлена на рис. 11.2-9. Порошковые образцы спрессовывают на металлическом держателе (Р), который можно вращать во время экспозиции вокруг оси, нормальной к его плоскости, с тем, чтобы дополнительно увеличить случайность ориентации кристаллитов. В данной схеме используется эффект парафокусировки, при котором добиваются того, чтобы линейный фокус (F) рентгеновской трубки (R) и выходная щель дифрактометра (D) лежали на одном круге, так чтобы они были эквидистантны относительно держателя образца (Р). Изогнутый кристалл-монохроматор (М), отъюстированный таким образом, чтобы выполнялось условие Брэгга Л = 2dhki sin в для сильного отп-ражения hkl (где Л — длина волны Ка-излучения), используют для того, чтобы сфокусировать рентгеновские лучи на входную щель F. Геометрия оптической схемы дифрактометра должна также обеспечивать эффективную фокусировку дифрагировавших рентгеновских лучей на щель детектора D. Расхождение падающего и дифрагировавших лучей внутри дифрактометра ограничивается пропусканием этих лучей через ряд тонких металлических пластин (S), известных как коллиматор Соллера. [c.402]

В зависимости от условий фокусировки вогнутой решетки различают три вида установок установки на круге Роуланда, в параллельных лучах (установка Водсворта) и вне круга Роуланда. Установки на круге Роуланда различаются в зависимости от положения щели, решетки и спектра на круге. [c.123]

Немного болег усложненный метод получения совершенной фокусировки с пространственной дисперсией масс был впервые использован Блэкни и Хипп-лом [225, 918], которые ввели пучок положительных ионов в скрещенные однородное магнитное и электростатическое поля. Хорошо известно, что траектория иона, движущегося под влиянием подобного сочетания полей в плоскости, перпендикулярной к магнитному полю, является трохоидой. Она представляет собой геометрическое место точек на радиусе круга, когда круг катится по фиксированной прямой линии. Форма таких кривых иллюстрируется рис. И. Если Ь является расстоянием между точкой, описывающей трохоиду от центра круга с радиусом а, и 9 — угол, образованный, как это показано на рисунке. [c.29]

Предлагались и другие схемы монохроматоров с вогнутой решеткой [5]. Схемы с установкой щелей и решетки на круге Роуланда неудобны тем, что при регистрации спектра меняются направления пучков, а при углах падения и дифракции порядка 30—45° становятся ощутимыми аберрации, прежде всего астигматизм. В автоколлимационной схеме Игля направления пучков при сканировании не меняются, но в ней, особенно в ее вертикальном варианте, в отличие от схемы Сейя — Намиока, нужен довольно сложный механизм для фокусировки изображения и сканирования спектра. [c.105]

В вакуумном монохроматоре ВМ-140, как и в схеме Сейя — Намиока, при сканировании спектра решетка вращается вокруг оси, проходящей через вершину решетки, при неизменных направлениях падающего и дифрагированного пучков (0 = 140°). При этом щели не находятся на круге Роуланда, и фокусировка производится возвратно-поступательным движением одной из щелей [И]. Перемещение щели здесь гораздо меньше, чем в схеме Водара. Астигматизм меньше, чем на круге Роуланда, но поперечные аберрации несколько больше. [c.106]

С целью расширения квазистигматической области установок с фокусировкой изображений щели на круге Роуланда можно поместить один или оба когерентных источника не на круге Роуланда, выбрав их положения так, чтобы аберрации в данной схеме были минимальны [17, 24]. Но ввиду ограниченного выбора длин волн Я-о возможности одновременной коррекции астигматизма и других аберраций в заданной области спектра у голографических решеток не столь широки, как у нарезных решеток с криволинейными штрихами. [c.119]

Круг задач, решаемых с помощью масс-спектрометрии вторичных ионов, заметно расширился после того, как источник для распыления твердых полярных образцов под действием ускоренных атомов был включен в систему масс-спектрометра с двойной фокусировкой [284, 285]. Масс-спектры большого числа соединений, полученные на приборах MS902 (фирма AEI) и ZAB (фирма VG), характеризовались интенсивными пиками псевдомолекулярных положительных (М+1)+ и отрицательных (М—1)- ионов. Осколочные ионы адекватно отражали структурные особенности молекулы, что подтверждалось наличием метастабильных ионов, наблюдаемых в первом и втором бесполевом пространстве анализатора. [c.220]

Спектрографы с фокусировкой на круге Роуланда. В спектрографах с вогнутыми решетками чаще всего используются схемы с 4юкусировкой на круге Роуланда вершина решетки, щель и все ее монохроматические изображения находятся на поверхности кругового цилиндра радиуса Я = г/2 (г — радиус кривизны решетки), ось которого С проходит через середину отрезка, соединяющего центр решетки С с ее вершиной О (рис. 77) с этой поверхностью и совмещается фотослой. Спектр фотографируется обычно на пленку, а при больших г — на изогнутую пластинку. [c.219]

Схема Онака. Для упрощения механизма фокусировки изображения в монохроматорах при значительных углах падения и дифракции, по предложению Онака [9], может быть применено вращение решетки вокруг оси, не проходящей через ее вершину, аналогично схеме Джонсона в монохроматорах нормального падения. Если в начальном положении, для некоторых углов ф и ф, щели и Sa и решетка размещены на круге Роуланда, то ось вращения С должна находиться на продолжении хорды GM, соединяющей вершину решетки с точкой М, которая является серединой дуги. SiOSg (рис. 83, в). Расстояние G равно [c.236]

Метод Иоганна. Среди множества методов фокусировки изогнутых кристаллов метод Иоганна самый простой в исполнении. Он первым был использован на практике и применяется в наши дни. Кристалл изогнут так, что его рабочая поверхность (рис. 72) расположена по цилиндрической поверхиостп круга Роуланда, а входная щель и детектор находятся на фокальном круге вдвое меньшего диаметра. [c.206]

Рентгеноспектральная система микроанализатора состоит из двух спектральных и одного бескристального каналов. Конструкция спектрометров [20] предусматривает полную фокусировку излучения изогнутыми по методу Иоганна кристаллами и постоянное нахождение источника, кристаллов и входной щели детектора на круге Роуланда. Кристаллы изогнуты по радиусу 250 мм и перемещаются прямолинейно в рабочем интервале углов Вульфа — Брегга 21—45°. Механизмы спектрометров находятся на столе прибора вне вакуума, а рентгеновское излучение проходит в вакуумной сильфонной гирлянде [21]. В каждом спектрометре предусмотрена установка трех сменных в вакууме кристаллов-анализаторов, которые перекрывают весь спектральный интервал элементов от магния до урана. Детекторами каждого канала являются спаренные рентгеновские счетчики пропорциональный проточный СРПП-21 и смонтированный непосредственно за его выходным окном сцинтилляционный счетчик СРС-1-01. Детекторы работают со спектральными счетными стойками ССС. Третий канал для бездисперсионного анализа спектра состоит из [c.77]

Принцип этой установки (но Кошуа) ясен из рис. 8,в. Изогнутый по цилиндрической поверхности кристалл применяют для фокусировки рентгеновских лучей, прошедших через кристалл. Плоскости кристалла перпендикулярны его поверхности. Радиус кривизны кристалла также равен диаметру круга Роуланда. Шлифовка кристалла для этой установки не требуется. Такой спектрометр можно использовать двумя путями либо для фокусировки расходящегося пучка рентгеновских лучей от большой пробы в линию на круге Роуланда (от В к А) или, наоборот, для получения луча, расходящегося из точки (от А к В). Основное преимущество установки, работающей на прохождение, заключается в облегчении измерений при очень малых углах Брэгга. Существуют различные доступные механические устройства для установки изогнутых кристаллов опи описаны в работах Сапдстрома [c.213]

Разрешающая способность в 50—100 вполне достаточна для большинства вакуумных анализаторов остаточных газов. В стандартных масс-спектрометрах с одинарной фокусировкой достригается разрешающая способность в 300—700 при помощи анализаторов с радиусом 15—30 см. Такая разрешающая способность достаточна для решепця большого круга аналитических задач, включающих определение неорганических следов, ирименение в большинстве случаев методов газовой хроматографии и метод изотопного разбавления. Разрешающая способность время-пролетных приборов порядка 200-600. [c.337]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология