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Röntgenoptik

Arbeitsgruppe 4.25

Röntgen-Fabry-Perot-Interferometer

Um einen genaueren Standard im Sub-Nanometer-Bereich zu definieren, planen wir, die Wellenlänge von 57Fe Mößbauer-Strahlung λM ≈ 0.086 nm (Photonenenergie EM = 14.4125 keV) auf das SI-System zurückzuführen. Die relative spektrale Breite der Mößbauer-Strahlung und damit die relative Unsicherheit in der Wellenlänge beträgt 3x10-13. Um dieses Ziel zu erreichen, entwickeln wir ein kombiniertes durchstimmbares Fabry-Perot-Interferometer (FPI) für  Mößbauer-Strahlung und sichtbares Licht.

 

Mößbauer-Strahlung kann in ausreichender Menge durch nukleare Vorwärtsstreuung (NFS: Nuclear Forward Scattering) an Synchrotronquellen der dritten Generation, wie z.B. der Advanced Photon Source oder der European Synchrotron Radiation Facility erzeugt werden. Die (1 3 -4 28)-Netzebenen von zwei planparallelen Saphirkristallen bei 371.6 K dienen als Spiegel im Fabry-Perot-Resonator für Mößbauer-Strahlung . Jeweils drei zusätzlich aufgedampfte Metallspiegel an den Kristallinnenflächen bilden die Resonatoren für drei optische FPIs. Eine Variation des Spiegelabstands im Hoch-Vakuum ermöglicht, den direkten Vergleich der optischen Wellenlänge λR ≈ 532 nm eines Iod-stabilisierten Lasers mit der Mößbauer-Wellenlänge λM. Die Linearführung des Verschiebe-Mechanismus muss eine sehr geradlinige Bewegung praktisch ohne Winkelabweichung (< 3 nrad) bieten. Die Struktur, mit der dies möglich sein soll, besteht aus zwei Festkörpergelenken welche über einen Zylinder miteinander verbunden sind.

Saphirkristalle, die für das Interferometer zum Einsatz kommen, müssen in der verwendeten Zone versetzungsfrei sein. Daher ist eine Auswahl geeigneter Kristallbereiche über Röntgentopographie nötig. Dies kann in unserer Arbeitsgruppe mittels Berg-Barrett-Topographie schnell und effektiv durchgeführt werden.