DE10056508A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Röntgenlichtstrahlenbündels mit hoher Intensität - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Röntgenlichtstrahlenbündels 1 hoher Intensität weist einen Konzentrator 2 auf, mittels welchem Röntgenlicht, welches von einer Quelle 3 ausgeht, eingefangen und zu einem konvergierenden Strahlenbündel 4 gebündelt wird. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleitelement 5 vorhanden ist, welches derart in dem Strahlenbündel 4 angeordnet ist, daß das Strahlenbündel 4 vollständig in seine Lichteintrittsöffnung eintritt. In dem Lichtleitelement 5 werden die Lichtstrahlen des Strahlenbündels 4 des weiteren umgelenkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Röntgen­ lichststrahlenbündels hoher Intensität nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem Konzentrator, mittels welchem Röntgenlicht, welches von einer Quelle aus­ geht, eingefangen und zu einem konvergierenden Strahlenbündel gebündelt wird.

Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise zur Bestrahlung von Proben zur Er­ fassung von Röntgenbeugungsdiagrammen verwendet. Hierbei ist es erwünscht, daß der Röntgenstrahl, mit dem die Probe bestrahlt wird, eine möglichst hohe Intensität hat.

Zur Erhöhung der Röntgenintensität bei Röntgenbeugungsaufnahmen, sowohl im Weitwinkel- als auch im Kleinwinkelgebiet, werden seit Jahrzehnten Anstrengungen unternommen, die auf eine Leistungssteigerung der Röntgengeneratoren beruhen. Eine etwa zehnfache Intensitätssteigerung konnte dadurch erzielt werden, daß an­ stelle von feststehenden wassergekühlten Anorden sogenannte Drehanoden einge­ setzt wurden, wodurch sich die erhöhte Belastbarkeit des Anodenmaterials ergab. Eine weitere Steigerung der Intensitätsleistung, wie sie bei heutigen Drehanodensy­ stemen üblich ist, scheint wegen physikalischer Grenzwerte nicht möglich.

Bei bekannten Kollimator- und Monochromatorsystemen, welche bei Röntgenbeu­ gungsuntersuchungen eingesetzt werden, wird nur ein geringer Anteil der in einer Halbkugel-Verteilung von der Anode abgestrahlten Röntgenstrahlung ausgenutzt. Der ausgenutzte Teil der Röntgenstrahlung bildet etwa ein Fenster von 0,01 rad × 0,1 rad. Der Rest der Energie bleibt ungenutzt.

Die Firma ifg, D-12489 Berlin, vertreibt einen sogenannten Konzentrator- Monochromator (Monochromatizing X-ray Concentrator), welcher monochromatische Röntgenstrahlen liefert, und mittels welchem es möglich ist, eine etwa hundertfache Flux-Fläche gegenüber bisherigen Systemen zu erfassen und entsprechende Rönt­ genquanten-Fluxe zu erreichen. Ein Nachteil dieses Systems ist jedoch, daß es für Röntgenbeugungsuntersuchungen nicht eingesetzt werden kann, da der Austritts­ strahl nach dem Fokus eine Divergenz von etwa zwölf Grad bei Mo-Strahlung und etwa sechsundzwanzig Grad bei Cu-Strahlung aufweist. Dies bedeutet beispielswei­ se nach fünfundzwanzig Zentimeter Fokusabstand einen Kreisflächendurchmesser des Fluxes von fünf Zentimeter.

Des weiteren wird von der Firma Reflex, Associated Company of Beta Scientific In­ struments Ltd., CZ 14200 Prag 4, ein sogenannter Röntgenspiegel (Elliptical Mirror), mittels welchem Röntgenlicht mit einem bestimmten Divergenz-Kegel von wenigen Graden eingefangen und gebündelt werden kann. Der Röntgenspiegel, welcher auch als Ellipsoid-Spiegel bezeichnet wird, liefert nicht ein streng paralleles Strahlenbün­ del, sondern ein leicht konvergierendes Strahlenbündel von etwa eins bis zwei mrad. Dieser Spiegel hat jedoch den Nachteil, daß er kein monochromatisches Röntgen­ licht liefert. Zur Verwendung bei Röntgenstrukturanalysen muß daher eine Mono­ chromatisierung erfolgen, die dann den Vorteil des Intensitätsgewinns durch Bünde­ lung wieder aufhebt.

Darüber hinaus sind Multi-Kapillar-Anordnungen bekannt, bei denen Mikrokapillare von fünf bis fünfzig Mikrometer Durchmesser zu Fasern von dreihundert bis sechs­ hundert Mikrometern gebündelt sind. Die Kapillar-Anordnungen können an verschie­ dene Röntgendivergenzquellen angepaßt werden und liefern dann einen Röntgen­ strahl mit einem vorbestimmten Konvergenzwinkel. Diese Polykapillar-Anordnungen, welche auch Röntgenlichtleiter genannt werden, haben ebenfalls den Nachteil, daß keine Monochromatisierung des Röntgenlichts erzielt werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Vorrichtung derart auszubil­ den, daß sie ein gerichtetes Röntgenlichtstrahlenbündel hoher Intensität abgibt.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Röntgen­ lichtstrahlenbündels hoher Intensität, mit einem Konzentrator, mittels welchem Rönt­ genlicht, welches von einer Quelle ausgeht, eingefangen und zu einem konvergie­ renden Strahlenbündel gebündelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleite­ lement vorhanden ist, welches derart in dem Strahlenbündel angeordnet ist, daß das Strahlenbündel vollständig in seine Lichteintrittsöffnung eintritt, und in welchem die Lichtstrahlen des Strahlenbündels umgelenkt werden.

Dadurch, daß ein Lichtleitelement vorhanden ist, welches derart in dem Strahlen­ bündel angeordnet ist, daß das Strahlenbündel vollständig in seine Lichteintrittsöff­ nung eintritt, wird die Strahlung, die von der Röntgenlichtquelle in den Konzentrator gelangt, vollständig für das zu erzeugende Röntgenlichtstrahlenbündel genutzt. Durch die Umlenkung der Lichtstrahlen des Strahlenbündels kann die in das Licht­ leitelement eintretende Strahlung so gerichtet werden, daß sie parallel ist oder zu­ mindest einen solchen Konvergenzwinkel aufweist, daß sie den Anforderungen zur Bestrahlung einer Probe zur Aufnahme eines Röntgenbeugungsdiagramms genügt. Durch die Verwendung des gesamten vom Konzentrator abgegebenen Strahlenbün­ dels zur Umlenkung zu einem gerichteten Strahlenbündel wird ein Lichtstrahl sehr hoher Intensität erreicht.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Erfindung herausge­ stellt, bei der der Konzentrator als Monochromator-Konzentrator ausgebildet ist. Eine derartige Anordnung hat den großen Vorteil, daß kein separater Monochromator verwendet werden muß.

Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Lichtleitelement als Multi-Kapillar-Anordnung ausgebildet ist. Die Multi-Kapillar- Anordnung hat den großen Vorteil, daß sich hierdurch nahezu ein beliebiger Rönt­ genstrahl erzeugen läßt. So lassen sich die Kapillaren so anordnen, daß aus der An­ ordnung ein paralleler Lichtstrahl austritt. Die Kapillaren können aber auch so ange­ ordnet sein, daß der austretende Lichtstrahl konvergiert oder divergiert. Darüber hin­ aus lassen sich die Eintrittsöffnungen der Kapillare auf relativ einfache Weise so an­ ordnen, daß die gesamte vom Konzentrator abgegebene Strahlung in die Kapillaren gelangt, wobei die Streustrahlung außer Acht bleibt.

Die Kapillaren können beispielsweise so anordnet sein, daß ihre Eintrittsöffnungen hinter dem Fokus im divergierenden Bereich des Strahlenbündels angeordnet sind, wie dies bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Die­ ses divergente monochromatische Strahlenbündel kann durch die Kapillare paralleli­ siert oder leicht konvergent gestaltet werden, wenn nach dem Fokus der Strahlenke­ gel durch ein divergent angeordnetes Polykapillarsystem eingefangen und umgelenkt wird, so daß es einen leicht konvergenten Strahlenverlauf annimmt.

Sehr vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Eintrittsöffnung des Lichtelements vor dem Fokus am Lichtausgang des Monochromator- Konzentrators angeordnet ist. Hierbei müssen die Polykapillarfasern trichterförmig auf einem Kegelmantel angeordnet werden, um die Röntgenstrahlen aus den kon­ vergenten Glaskapillaren des Konzentrators zu übernehmen, und um sie leicht kon­ vergent auslaufen zu lassen. Als sehr günstig hat sich ein Konvergenzwinkel von eins bis zwei mrad sowie ein Strahlenquerschnitt von 0,3 bis 0,5 Millimeter heraus­ gestellt.

Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Eintrittsöffnung des Lichtleitelements vor dem Fokus am Lichtausgang des Mono­ chromators des Monochromator-Konzentrators angeordnet ist. Hierbei werden die konvergenten Glaskapillaren des Konzentrators bereits durch Polykapillarfasern er­ setzt, so daß die Strahlenführung ohne ein zweites Kapillarsystem direkt parallel oder leicht konvergent als Trichterführung erfolgen kann. Eine derartige Ausführungsform läßt sich auf besonders einfache Weise herstellen. Des weiteren ist sie besonders störungsunanfällig, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird.

Als sehr vorteilhaft hat sich auch eine Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der am Ausgang des Lichtleitelements weitere Kapillaren angeordnet sind. Hier­ durch läßt sich eine weitere Bündelung des Röntgenstrahls erreichen. Der aus dem Lichtleitelement austretende Röntgenstrahl muß so gerichtet sein, daß er vollständig in die weiteren Kapillaren eintritt. Mittels der weiteren Kapillaren läßt sich der Rönt­ genstrahl auch sehr gut parallelisieren und auch sehr gut auf eine zu bestrahlende Probe richten.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Lichtleitelement als Reflektor ausgebildet ist, der divergierendes Licht bündelt und als konvergierendes Bündel abgibt. Hierdurch kann auf die Verwendung einer Multi-Kapillar-Anordnung verzichtet werden, sofern dies vorteilhaft sein sollte.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn sowohl der Konzentrator-Monochromator als auch das Lichtleitsystem, das heißt die Multi-Kapillar-Anordnung beziehungsweise der Rönt­ genspiegel in einem separaten Rohr zentral symmetrisch montiert sind, wobei die beiden Rohre gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind. Auf diese Weise ist ei­ ne einfache Justierung der beiden Systeme möglich.

Ebenso wie das Lichtleitelement kann auch der Konzentrator als Reflektor ausgebil­ det sein, der divergierendes Licht bündelt und als konvergierendes Bündel abgibt, wobei im Fokus des konvergierenden Bündels ein Monochromator angeordnet ist, wie dies bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.

Bei einer derartigen Ausführungsform kann das Lichtleitelement als Multi-Kapillar- Anordnung ausgebildet sein, deren Kapillaren so gebogen sind, daß sie vom Mono­ chromator abgegebene divergierende Lichtstrahlen zu einem konvergierenden Licht­ strahlenbündel umlenkt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kapillaren auf einer kreisrunden Querschnittsfläche verteilt angeordnet sind. Statt kreisrund kann die Querschnittsfläche aber auch sechs- oder achteckig beziehungsweise polygon­ förmig sein. Im Gegensatz zu der zuerst beschriebenen Multi-Kapillar-Anordnung befinden sich die Kapillaren nicht nur auf der Mantelfläche eines bauchigen Zylinders sondern auch im Inneren des Zylinders (Multikapillarlinse). Hierdurch wird nahezu sämtliches vom Monochromator abgegebenes Licht von den Kapillaren aufgefangen und weitergeleitet.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Konzentrator als Multi-Kapillar-Anordnung ausgebildet, deren Kapillaren so gebogen sind, daß sie divergierende Lichtstrahlen zu einem konvergierenden Strahlenbündel umlenkt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kapillaren auf einer kreisrunden Quer­ schnittsfläche verteilt angeordnet sind (Multikapillarlinse). Statt kreisrund kann die Querschnittsfläche aber auch sechs- oder achteckig beziehungsweise polygonförmig sein. Dadurch, daß sich nicht nur auf der Mantelfläche Kapillaren befinden sondern auch im Inneren der Anordnung, wird in vorteilhafter Weise nahezu sämtliches von der Quelle abgegebenes Licht von dem Konzentrator aufgenommen und weiterge­ leitet. Durch die Umlenkung der Lichtstrahlen zu einem konvergierenden Strahlen­ bündel ist es möglich, im Fokus des Lichtstrahlenbündels einen Monochromator an­ zuordnen, wie dies bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.

Hinter dem Monochromator kann ein ebenso wie der Konzentrator ausgebildetes Lichtleitelement angeordnet sein, mittels dem das vom Monochromator abgegebene divergente Lichtbündel nahezu vollständig aufgefangen und zu einem konvergieren­ den Lichtstrahlenbündel umgelenkt wird. Die Konvergenz des austretenden Licht­ strahlenbündels ist jedoch sehr gering, da in vorteilhafter Weise ein paralleler Licht­ austritt erwünscht ist.

Es ist jedoch auch möglich, hinter einem als Multi-Kapillar-Anordnung ausgebildeten Konzentrator ein Lichtleitelement (Multikapillarlinse) anzuordnen, welches als Re­ flektor ausgebildet ist, der divergierendes Licht bündelt und als schwach konvergie­ rendes Licht abgibt, wie dies bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich auch ein seit fünf Jahrzehnten un­ gelöstes Problem lösen, nämlich einen überstreuungsfreien, im Querschnitt punkt­ förmigen Röntgenstrahl zu produzieren, mit dem Röntgenwinkelaufnahmen mit 360 Grad in der Fläche möglich werden. An jedem Kollimator-System entsteht das Pro­ blem der sogenannten Blendenstreuung am Kollimator-Ausgang, sozusagen an der letzten Kante. Diese Blendenstreuung überlagert jede Röntgenbeugung in Primär­ strahlnähe und ist nicht eliminierbar. Mit einem sogenannten Kratky-Blendensystem kann in einer Richtung, jedoch nicht in der Fläche, die Überstreuung bis auf etwa den Durchmesser des Primärstrahls eingegrenzt werden, so daß wenigstens in eine Win­ kelrichtung Messungen möglich sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es erstmals, einen völlig überstreuungs­ freien Röntgenstrahl zu produzieren. Dadurch, daß der Röntgenhauptstrahl konver­ giert, die Streuung divergiert, können die beiden Strahlenkomponenten getrennt werden, wenn man entsprechende Distanzen wählt, die bei konvergierendem Rönt­ genstrahl keine große Rolle spielen.

Der Effekt kann noch verbessert werden, indem man nach dem Multi-Kapillar- System beziehungsweise Spiegel-System ein Be-Fenster in den Strahlengang ein­ bringt, das die Streuung erheblich reduziert, den Hauptstrahl jedoch nur wenig be­ einflußt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Anordnung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer siebte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer achte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Wie Fig. 1 entnommen werden kann, wird eine Probe 10 mit einem gerichteten Röntgenlichtstrahlenbündel 1 bestrahlt. Das Röntgenlicht geht von einer Quelle 3 aus und wird einem handelsüblichen Konzentrator-Monochromator 2, 7 zugeführt. Hierbei wird das Röntgenlicht über divergent angeordnete Glaskapillaren, die auf einem Kegelmantel angeordnet sind, eingefangen und auf einen Ring von Mikro- Monochromatoren geleitet. Dort wird es abgebeugt und über ein konvergent ange­ ordnetes Kapillarbündel 4, welches ebenfalls auf einem Kegelmantel liegt, wieder fokussiert. An diesem Fokus 8 bereitet sich das Strahlenbündel wieder divergent auf einem Kegelmantel aus.

Hinter dem Fokus 8 ist ein als Multi-Kapillar-Anordnung 5 ausgebildetes Lichtleitele­ ment 5 angeordnet. Die Multi-Kapillar-Anordnung 5 ist derart angeordnet, daß die Strahlen des Strahlenbündels in die Lichteintrittsöffnungen 6 der Multi-Kapillar- Anordnung 5 gelangen. Die Achsen der Kapillaren haben somit an ihrer Eintrittsöff­ nung 6 dieselbe Richtung wie die Strahlen des Strahlenbündels. Die Kapillaren der Multi-Kapillar-Anordnung 5 sind leicht gebogen, so daß das auf der Multi-Kapillar- Anordnung 5 austretende Strahlenbündel 1 einen leicht konvergenten Strahlenver­ lauf hat.

Der in Fig. 2 dargestellte Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Auf­ bau. Gleiche Bauelemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung weisen die Bezugszeichen jedoch einen Strich auf.

Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung sind bei der in Fig. 2 dar­ gestellten Anordnung die Lichteintrittsöffnungen 6' der Multi-Kapillar-Anordnung 5' vor dem Fokus 8' des Strahlenbündels, nämlich direkt am Ausgang des Konzentra­ tor-Monochromators 2', 7' angeordnet. Dies ermöglicht eine sehr gute Einkopplung des vom Monochromator-Konzentrator 2', 7' abgegebenen Lichtes.

Darüber hinaus ist hinter der Multi-Kapillar-Anordnung 5' eine weitere Kapillaranord­ nung 9' angeordnet. Die Kapillaren der Multi-Kapillar-Anordnung 5' sind so angeord­ net, daß das von ihr abgegebene Strahlenbündel 11' vollständig in die weiteren Ka­ pillaren 9' gelangt. Das heißt, das von der Kapillaranordnung 5' abgegebene Strah­ lenbündel hat einen konvergenten Verlauf, wobei im Fokus des Strahlenbündels die Eintrittsöffnung der zweiten Kapillaranordnung 9' angeordnet ist. Das aus der weite­ ren Kapillaranordnung 9' austretende Strahlenbündel 1' weist eine sehr hohe Inten­ sität auf. Durch die weiteren Kapillaren 9' erreichen die Röntgenlichtstrahlen des Strahlenbündels 1 des weiteren eine sehr hohe Parallelität.

Der in Fig. 3 dargestellte Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung entspricht im wesentlichen dem in Fig. 2 dargestellten Auf­ bau. Gleiche Bauelemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung weisen die Bezugszeichen jedoch zwei Striche auf.

Im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Anordnung sind bei der in Fig. 3 dar­ gestellten Anordnung die Eintrittsöffnungen 6" direkt hinter dem Ring von Mikro- Monochromatoren des Monochromator-Konzentrators 2", 7" angeordnet, wodurch die konvergenten Glaskapillaren des Konzentrators bereits durch Multi-Kapillar- Fasern ersetzt werden, so daß die Strahlenführung ohne ein zweites Kapillarsystem direkt parallel beziehungsweise leicht konvergent als Trichterführung erfolgen kann. Eine derartige Anordnung ist besonders einfach und robust aufzubauen.

Der in Fig. 4 dargestellte Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Auf­ bau. Gleiche Bauelemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung sind die Bezugszeichen mit einem a versehen.

Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist das Lichtleitelement 5a nicht als Multi-Kapillar-Anordnung ausgebildet, sondern als elliptischer Röntgenspie­ gel 5a. Der Röntgenspiegel 5a ist so in dem vom Monochromator-Konzentrator 2a, 7a abgegebenen Strahlenbündel 4a angeordnet, daß seine divergent ausgebildete Eintrittsöffnung 6a dem divergenten Verlauf des Strahlenbündels 4a hinter seinem Fokus 8a entspricht. Hierdurch wird die gesamte Strahlung vom Röntgenspiegel 5a eingefangen. Das vom Röntgenspiegel 5a abgegebene Strahlenbündel 1a hat einen leichten konvergierenden Verlauf von etwa ein bis zwei mrad.

Der in Fig. 5 dargestellte Aufbau einer weiteren Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung entspricht im wesentlichen dem in Fig. 4 dargestellten Auf­ bau. Gleiche Bauelemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung weisen die Bezugszeichen einen Strich auf.

Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung weist im Unterschied zu der in Fig. 4 darge­ stellten Anordnung anstatt eines Konzentrator-Monochromators einen weiteren ellip­ tischen Röntgenspiegel 2a' auf. Der weitere Röntgenspiegel 2a' ist so in der von der Quelle 3a' abgegebenen Strahlung angeordnet, daß der Kegel der divergierenden Eintrittsöffnung mit dem Kegel der von der Quelle 3a' abgegebenen Strahlung über­ einstimmt. Im Fokus 8a' des von dem weiteren Röntgenspiegel 2a' abgegebenen konvergenten Strahlenbündels 4a' ist ein Monochromator 7a' angeordnet, mittels welchem das Strahlenbündel umgelenkt und dem elliptischen Röntgenspiegel 5a' zugeführt wird. Der Röntgenspiegel 5a' ist so in dem vom Monochromator 7a' abge­ gebenen Strahlenbündel angeordnet, daß der Kegel seiner divergierenden Eintritts­ öffnung mit dem Kegel des vom Monochromator 7a' abgegebenen Strahlenbündels übereinstimmt.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ist an einer Röntgenlichtquelle 3b ein als elliptischer Röntgenspiegel 2b ausgebildeter Konzentrator angeordnet. Der Röntgen­ spiegel 2b ist so an der Röntgenlichtquelle 3b angeordnet, daß er den weitaus größten Teil der von der Röntgenlichtquelle 3b abgegebenen Strahlung empfängt. Der Röntgenspiegel 2b gibt das von ihm empfangene Licht als konvergentes Strah­ lenbündel 4b wieder ab. Im Fokus 8b des vom Röntgenspiegel 2b abgegebenen Strahlenbündels 4b ist ein Monochromator 7b angeordnet.

In Richtung des Strahlenbündels 4b gesehen ist hinter dem Monochromator 7b eine Multi-Kapillar-Anordnung 5b (Multikapillarlinse) angeordnet, welche Kapillaren auf­ weist, welche auf der Querschnittsfläche der Multi-Kapillar-Anordnung 5b verteilt an­ geordnet sind. Die Kapillaren sind so gebogen, daß sie divergierende Lichtstrahlen zu einem konvergierenden Lichtstrahlenbündel umlenken.

Die Multi-Kapillar-Anordnung 5b ist so hinter dem Monochromator 7b angeordnet, daß das vom Monochromator 7b abgegebene divergente Strahlenbündel vollständig in die Eintrittsöffnung 6b der Multi-Kapillar-Anordnung 5b eintritt. Das in die Lichtein­ trittsöffnung 6b der Multi-Kapillar-Anordnung 5b eintretende Licht wird als schwach konvergierendes Strahlenbündel 1b von der Multi-Kapillar-Anordnung 5b wieder ab­ gegeben und ist auf eine Probe 10b gerichtet.

Wie Fig. 7 entnommen werden kann, kann hinter einer Röntgenlichtquelle 3b' ein als Multi-Kapillar-Anordnung 2b' ausgebildeter Konzentrator angeordnet sein. Die Multi-Kapillar-Anordnung 2b' weist auf ihrer kreisrunden Querschnittsfläche verteilt Kapillaren auf. Die Kapillaren sind so gebogen, daß in die Multi-Kapillar-Anordnung 2b' eintretendes divergentes Licht zu einem konvergenten Strahlenbündel umgelenkt wird.

Die Multi-Kapillar-Anordnung 2b' ist so an der Röntgenlichtquelle 3b' angeordnet, daß sie den wesentlichsten Teil der von der Röntgenlichtquelle 3b' abgegebenen Strahlung aufnimmt.

Das von der Multi-Kapillar-Anordnung 2b' aufgenommene Licht wird als konvergen­ tes Strahlenbündel 2b' abgegeben. Im Fokus 8b' des konvergenten Strahlenbündels 4b' ist ein Monochromator 7b' angeordnet.

In Richtung des Strahlenbündels 4b' gesehen ist hinter dem Monochromator 7b' eine Multi-Kapillar-Anordnung 5b' angeordnet, welche Kapillaren aufweist, welche auf der Querschnittsfläche der Multi-Kapillar-Anordnung 5b' verteilt angeordnet sind. Die Ka­ pillaren sind so gebogen, daß sie divergierende Lichtstrahlen zu einem konvergie­ renden Lichtstrahlenbündel umlenken.

Die Multi-Kapillar-Anordnung 5b' ist so hinter dem Monochromator 7b' angeordnet, daß das vom Monochromator 7b' abgegebene divergente Strahlenbündel vollständig in die Eintrittsöffnung 6b' der Multi-Kapillar-Anordnung 5b' eintritt. Das in die Licht­ eintrittsöffnung 6b' der Multi-Kapillar-Anordnung 5b' eintretende Licht wird als schwach konvergierendes Strahlenbündel 1b' von der Multi-Kapillar-Anordnung 5b' wieder abgegeben und ist auf eine Probe 10b' gerichtet.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung ist an einer Röntgenlichtquelle 3b" ein als Multi-Kapillar-Anordnung 2b" ausgebildeter Konzentrator angeordnet. Die Multi- Kapillar-Anordnung 2b" weist auf ihrer kreisrunden Querschnittsfläche verteilt Kapilla­ ren auf. Die Kapillaren sind so gebogen, daß in die Multi-Kapillar-Anordnung 2b" ein­ tretendes divergentes Licht zu einem konvergenten Strahlenbündel umgelenkt wird.

Die Multi-Kapillar-Anordnung 2b" ist so an der Röntgenlichtquelle 3b" angeordnet, daß sie den wesentlichsten Teil der von der Röntgenlichtquelle 3b" abgegebenen Strahlung aufnimmt.

Das von der Multi-Kapillar-Anordnung 2b" aufgenommene Licht wird als konvergen­ tes Strahlenbündel 2b" abgegeben. Im Fokus 8b" des konvergenten Strahlenbündels 4b" ist ein Monochromator 7b" angeordnet.

In Richtung des Strahlenbündels 4b" gesehen ist hinter dem Monochromator 7b" ein als elliptischer Röntgenspiegel 5b" ausgebildetes Lichtleitelement angeordnet.

Der Röntgenspiegel 2a" ist so in der von dem Monochromator 7b" abgegebenen Strahlung angeordnet, daß der Kegel der divergierenden Eintrittsöffnung mit dem Kegel der von dem Monochromator 7b" abgegebenen Strahlung übereinstimmt. Im Fokus 8a" des von dem Röntgenspiegel 2a" abgegebenen schwach konvergenten Strahlenbündels 4a" ist eine Probe 10" angeordnet.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Röntgenlichtstrahlenbündels (1; 1'; 1"; 1'''; 1a; 1a') hoher Intensität, mit einem Konzentrator (2; 2'; 2"; 2a; 2a'), mittels wel­ chem Röntgenlicht, welches von einer Quelle (3; 3'; 3"; 3a; 3a') ausgeht, eingefan­ gen und zu einem konvergierenden Strahlenbündel (4; 4'; 4"; 4a; 4a') gebündelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleitelement (5; 5'; 5"; 5a; 5a') vorhanden ist, welches derart in dem Strahlenbündel (4; 4'; 4"; 4a; 4a') angeordnet ist, daß das Strahlenbündel (4; 4'; 4"; 4a; 4a') vollständig in seine Lichteintrittsöffnung (6; 6'; 6"; 6a; 6a') eintritt, und in wel­ chem die Lichtstrahlen des Strahlenbündels (4; 4'; 4"; 4a; 4a') umgelenkt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konzentrator (2; 2'; 2"; 2a) als Monochromator-Konzentrator (2, 7; 2', 7'; 2", 7"; 2a, 7a) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (5; 5'; 5") als Multi-Kapillar-Anordnung (5; 5'; 5") ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (6; 6a; 6a') des Lichtleitelements (5; 5a; 5a') hinter dem Fo­ kus (8; 8a; 8a') im divergierenden Bereich des Strahlenbündels (4; 4a; 4a') angeord­ net ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (6') des Lichtleitelements (5') vor dem Fokus (8') am Licht­ ausgang des Monochromator-Konzentrators (2', 7') angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (6") des Lichtleitelements (5") vor dem Fokus am Lichtaus­ gang des Monochromators (7") des Monochromator-Konzentrators (2", 7") angeord­ net ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Lichtleitelements (5'; 5") weitere Kapillaren (9'; 9") angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (5a; 5a') als Reflektor (5a, 5a') ausgebildet ist, der divergie­ rendes Licht bündelt und als konvergierendes Bündel abgibt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Konzentrator (2a') als Reflektor (2a') ausgebildet ist, der divergierendes Licht bündelt und als konvergierendes Bündel abgibt, wobei im Fokus (8a') des konvergie­ renden Bündels ein Monochromator (7a') angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (5b) als Multi-Kapillar-Anordnung (5b) ausgebildet ist, deren Kapillaren so gebogen sind, daß sie vom Monochromator (7b) abgegebene divergie­ rende Lichtstrahlen zu einem konvergierenden Lichtstrahlenbündel umlenkt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillaren auf einer kreisrunden Querschnittsfläche verteilt angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Konzentrator (2b') als Multi-Kapillar-Anordnung (2b') ausgebildet ist, de­ ren Kapillaren so gebogen sind, daß sie divergierende Lichtstrahlen zu einem kon­ vergierenden Lichtstrahlenbündel umlenkt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillaren auf einer kreisrunden Querschnittsfläche verteilt angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Fokus des Lichtstrahlenbündels ein Monochromator (7b') angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (5b') hinter dem Monochromator (7b') angeordnet ist und wie der Konzentrator (2b') ausgebildet ist, wobei die Konvergenz des austretenden Lichtstrahlenbündels (4b') geringer ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleitelement (5b''') als Reflektor (5b") ausgebildet ist, der divergierendes Licht bündelt und als schwach konvergierendes Bündel abgibt.