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Metrology Light Source ist einsatzbereit

Besonders interessant für:
  • Halbleiterindustrie
  • Materialwissenschaft
  • Raumfahrt

Die Metrology Light Source (MLS) ist ein Elektronenspeicherring, der in Berlin-Adlershof im PTB-Auftrag von der ehemaligen BESSY GmbH für die Erzeugung und Nutzung von Synchrotronstrahlung errichtet wurde und besonders für die Spektralbereiche des IR, UV, Vakuum-UV (VUV) und Extrem-UV (EUV) geeignet ist. Seit ihrer Inbetriebnahme im Jahr 2008 hat die PTB an der MLS insgesamt 12 Messplätze an 7 Strahlrohren für die Metrologie mit Synchrotronstrahlung aufgebaut. Sie sind nun alle einsatzbereit.

Blick in die Experimentierhalle an der MLS mit vier Strahlrohren

Einzigartige Messmöglichkeiten bietet die Nutzung der MLS als primäres Strahlernormal bei der Charakterisierung von energiedispersiven Detektorsystemen wie Spektrometern oder Filterradiometern und bei der Kalibrierung von Einzelphotonendetektoren und UV/VUV-Strahlungsquellen. Dazu wurden neben einem Strahlrohr für direkte Ablenkmagnetstrahlung auch Messplätze zur Elektronenenergiemessung und zur Elektronenstrahldiagnostik aufgebaut. Ein UV/VUV-Messplatz für Quellenkalibrierung ist seit kurzem in Betrieb.

Das UV/VUVStrahlrohr für Detektorkalibrierung und Reflektometrie, das vom PTB-Labor am benachbarten Speicherring BESSY II zur MLS transferiert wurde, ging bereits im Frühjahr 2008 in Betrieb. Hier werden Messungen im Rahmen von Dienstleistungen und Forschungskooperationen durchgeführt, etwa zur Charakterisierung von Teleskopen für die Sonnenund Atmosphärenforschung. Durch die Verwendung eines langperiodischen Undulators lässt sich an der MLS auch hochintensive und zu 100 % linear polarisierte Strahlung im Spektralbereich vom IR bis in das nahe VUV erzeugen. Dies schafft neue Messmöglichkeiten, beispielsweise für Polarisationsexperimente wie UV/VUV-Ellipsometrie, die sonst in Europa nur an wenigen Stellen gegeben sind.

Ein Schwerpunkt der Industriekooperationen an der MLS wird die EUV-Lithografie sein. Die schon bisher sehr umfangreichen Arbeiten auf diesem Gebiet umfassen die Charakterisierung von Multilayer-Spiegeln, Kollektoroptiken, Reflexionsmasken sowie Detektionssystemen für EUV-Strahlung bei einer Wellenlänge von 13,5 nm. Die Aktivitäten werden im Jahr 2012 durch den Transfer des großen EUV-Reflektometers im PTB-Labor bei BESSY II an das EUV-Strahlrohr der MLS verlagert.

Im Unterschied zum UV, VUV und EUV, wo die PTB langjährige Erfahrung besitzt, sind die an der MLS geplanten Synchrotronstrahlungsaktivitäten im IRund THz-Spektralbereich insgesamt neu. Die beiden entsprechenden Strahlrohre konnten bereits frühzeitig in Betrieb genommen werden. Für Experimente im Bereich Mikrospektrometrie steht hier hochwertige Instrumentierung zur Verfügung: ein schnelles Fourier-Transform-IR-(FTIR-) Spektrometer und ein hochauflösendes IR-Mikroskop. Insbesondere im THz-Spektralbereich sind die Messbedingungen an der MLS ideal, da sie als erste Speicherringanlage für die Erzeugung kohärenter THz-Strahlung optimiert wurde.

Mit der nun aufgebauten Instrumentierung soll die Nutzung der MLS, ausgehend von der Radiometrie, auch auf neue Forschungsbereiche ausgedehnt werden, zum Beispiel auf die Materialanalytik und -wissenschaften. Dabei ist vorgesehen, in Kooperation mit externen Partnern neue Messtechniken wie die Nahfeldmikroskopie, die Ellipsometrie oder die Elektronenspektroskopie aufzugreifen.

Ansprechpartner:

Gerhard Ulm
Abteilung 7 Temperatur und
Synchrotronstrahlung
Tel. (030) 3481-7312
E-Mail: gerhard.ulm(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung:

Gottwald, A.; Klein, R.; Müller, R.; Richter, M.; Scholze, F.; Thornagel, R.; Ulm, G.: Current Capabilities at the Metrology Light Source. Metrologia (2011). Im Druck