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Die
Neutronenstreuung ist eine intensitätslimitierte Meßmethode.
Um spezielle Untersuchungen durchführen zu können, müssen die Neutronen bestimmte
Eigenschaften aufweisen. Für
einige Experimente werden Neutronenstrahlen benötigt, die in einer Spin-Richtung
polarisiert sind. Für
die Verwendung von polarisierten Neutronenstrahlen gilt die oben
erwähnte
Intensitätslimitierung
in besonderem Maße,
da deren Intensität
bei maximal 50%, praktisch jedoch bei 20%–35% der Intensität der unpolarisierten
Strahlen liegt.
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Als
Neutronenpolarisatoren bezeichnet man Bauteile, die einen Neutronenstrahl
mit fehlender oder unbekannter Polarisation in zwei Strahlen bekannter
Polarisation aufspalten. In dem Überblicksartikel
von J. B. Hayter, in: Neutron Diffraction, ed. N. Dachs, Springer
Verlag, Berlin 1978, werden die drei prinzipiell dafür verwendeten
Methoden beschrieben: Bragg-Reflexion an bestimmten Kristallen,
polarisierende Filter und schließlich Bauteile, die Spiegel
oder Vielschichtsysteme nutzen.
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Als
Beispiel für
die erste Methode beschreiben A. Freund, R. Pynn, W. G. Stirling
und C. M. E. Zeyen in Physica B 120 (1983) S. 86–90 einen Neuslerkristall,
der aus einem unpolarisierten Neutronenstrahl 73% der Neutronen
mit der gewünschten
Spinkomponente mit einer Polarisation von mehr als 95% reflektiert.
Kristalle dieser Qualität
sind jedoch am Markt nicht in ausreichender Menge erhältlich.
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Als
Beispiel für
die zweite Methode beschreiben W. Heil, K. Andersen, D. Hofmann,
H. Humblot, J. Kulda, E. Lelievre-Berna, O. Schärpf und F. Tasset in „3He neutron spin filter at ILL", Physica B 241–243 (1998)
S. 56–63
einen
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3He Spin-Filter, der bei einer Transmission von
23% eine Polarisation von 95% erreichen kann.
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Als
Beispiel für
die dritte Methode ist in F. Mezei in: Neutron Optical Devices,
ed. C. Majkrzak, Proc. SPIE 983, S. 10–17 das Prinzip einer polarisierenden "cavity" beschrieben, und
in Th. Krist, C. Pappas, Th. Keller and F. Mezei, „The polarizing
beam splitter guide at BENSC",
Physica B 213–214
(1995) S. 939–941,
wird eine Realisierung dieses Vorschlags vorgestellt.
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In
der
DE 19844300 C wird
ein Kompaktpolarisator beschrieben, bei dem die neutronenleitenden
Schichten auf der einen Seite mit einem Superspiegel für die spinselektive
Reflexion beschichtet sind und die nicht reflektierten Neutronen,
mit der unerwünschten
Spin-Richtung durch eine dahinter angeordnete absorbierende Schicht
absorbiert werden.
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Von
Th. Krist, S. J. Kennedy, T. J. Hicks und F. Mezei ist in „New compact
neutron polarizer",
Physica B 241–243
(1997) 82–85
ein derartiger Kompaktpolarisator beschrieben, bei dem als neutronenleitende
Schichten Siliziumwafer verwendet werden. Auf die Siliziumwafer
sind auf einer Seite eine Superspiegelschicht und auf der gegenüberliegenden
Seite eine absorbierende Schicht aufgebracht. Ein Bauelement ist
aus bis zu einigen 100 beschichteten Siliziumwafern aufgebaut. Der
Kompaktpolarisator weist eine Krümmung
auf, die in der Mitte des Bauelements einer Auslenkung von ca. einer
Wafer-Dicke entspricht. Wird die Absorptionsschicht weggelassen,
kann der Kompaktpolarisator als Weiche betrieben werden, der die
eine Spinkomponente reflektiert und die andere transmittiert.
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Von
W.H. Kraan, J. Plomp, T.V. Krouglov, W.G. Bouwman, M.Th. Rekveldt
wird in: "Ferromagnetic
foils as monochromatic π flippers
for application in spin-echo SANS", Physica B 335 (2003) 247–249, die
Verwendung von ferromagnetischen Schichten zum Flippen der Neutronenspinkomponente
beschrieben.
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Mit
den vorgenannten Polarisatoren können maximal
50% der Einfallsintensität
abzüglich
der instrumentellen Verluste erreicht werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Neutronenpolarisator
zu schaffen, mit dem eine Intensität des polarisierten Neutronenstrahls
von über
50 % der eingestrahlten Intensität
erreicht werden kann und der kompakt aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Neutronenpolarisator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 realisiert,
in dem der Neutronenpolarisator eine sich wiederholende Schichtenfolge aus
neutronenleitenden und neutronenbeeinflussenden Schichten aufweist,
wobei die neutronenleitenden Schichten durch parallel angeordneten
Kanäle, die
aus einem Material mit geringer Absorption für Neutronen bestehen, gebildet
werden. Diese Kanäle sind
jeweils zwischen zwei neutronenbeeinflussenden Schichten angeordnet.
Die erste neutronenbeeinflussende Schicht ist eine spinselektiv
reflektierende Schicht. Da diese Schicht auf der Seite der Kanäle angeordnet
ist, die vom Neutronenstrahl zuerst getroffen wird, werden an ihr
die Neutronen mit der gewünschten
Spinkomponente reflektiert und die nicht gewünschte Spinkomponente transmittiert.
Die zweite neutronenbeeinflussende Schicht, die in Flugrichtung
der Neutronen hinter der ersten neutronenbeeinflussenden Schicht
angeordnet ist, ist eine magnetisierte Schicht, deren Dicke und
Magnetisierung so gewählt
sind, dass die Neutronen mit der unerwünschten Spinkomponente beim
Passieren dieser Schicht durch Larmorpräzession möglichst weitgehend in die andere
Spinkomponente umgewandelt (geflippt) werden. Durch die sich wiederholende Schichtenfolge
befindet sich in Flugrichtung der Neutronen hinter einer spinselektiv
reflektierenden Schicht immer eine magnetisierte Schicht.
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Von
einem einfallenden Neutronenstrahl wird durch die spinselektiv reflektierende
Schicht des ersten Kanals die erwünschte Spinkomponente in die
erforderliche Richtung reflektiert und die ungewünschte Spinkomponente transmittiert.
Die reflektierten Neutronen mit der gewünschten Spinkomponente verlassen
die neutronenleitende Schicht an der Austrittsfläche des ersten Kanals. Die
Neutronen mit der ungewünschten
Spinkomponente, die bei der Durchquerung der ersten magnetisierten
Schicht durch Larmorpräzession
bereits in die andere Spinkomponente umgewandelt (geflippt) wurden,
werden an der zweiten spinselektiv reflektierenden Schicht reflektiert
und verlassen den zweiten Kanal an der Austrittsfläche. Die
Neutronen mit der ungewünschten Spinkomponente,
die bei der Durchquerung der ersten magnetisierten Schicht durch
Larmorpräzession nicht
vollständig
in die andere Spinkomponente umgewandelt (geflippt) wurden, werden
an der zweiten spinselektiv reflektierenden Schicht nicht reflektiert und
treffen auf eine zweite magnetisierte Schicht. Die Neutronen mit
dieser Spinkomponente werden nun während der Durchquerung der
zweiten magnetisierten Schicht durch Larmorpräzession wiederum zum Teil in
die andere Spinkomponente umgewandelt (geflippt). Danach werden
diese Neutronen, die nun auch die gewünschte Spinkomponente aufweisen, an
der dritten spinselektiv reflektierenden Schicht reflektiert und
verlassen den dritten Kanal ebenso wie die Spinkomponente, die bereits
im ersten bzw. zweiten Kanal reflektiert wurde. Dieser Vorgang wiederholt
sich entsprechend der Anzahl der sich wiederholenden Schichtenfolgen
und der Krümmung
sowie der Länge
des Bauelements. Somit wird durch einen mehrstufigen Prozess die
Zahl der Neutronen mit der gewünschten
Spinkomponente im reflektierten Strahl erhöht.
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Das
Theorem von Liouville steht diesem Ziel nicht entgegen, da die anfänglich im
Bereich von einem Kanal einfallende Strahlung räumlich über den Bereich mehrerer Kanäle und in
Bezug auf die Winkel über
ein größeres Winkelintervall
verteilt austritt.
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Diese
Verteilung auf mehrere Austrittskanäle stellt praktisch keine Beeinträchtigung
dar, da ein typischer Festkörperbender
bis zu einigen 100 Kanälen
aufweist und somit nur an einer Seite eine geringfügig verringerte
Intensität
des polarisierten Strahls austritt.
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Vorteilhafterweise
bestehen die neutronenleitenden Schichten aus Siliziumwafern.
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Die
spinselektiv reflektierende Schicht ist insbesondere als polarisierender
Superspiegel ausgeführt,
während
die magnetisierte Schicht insbesondere aus Eisen oder einer Eisenlegierung
besteht. Die Siliziumwafer werden auf der einen Fläche mit der
spinselektiv reflektierenden Schicht und auf der anderen Fläche mit
der magnetisierten Schicht versehen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die sich wiederholenden
Schichtenfolgen aus neutronenleitenden und neutronenbeeinflussenden
Schichten eine Krümmung
auf, wobei die Kanäle
vorzugsweise parallel verlaufen. Die Krümmung und die Länge des
Bauelements werden dabei derart gewählt, dass jedes Neutron einmal
an einer spinselektiv reflektierenden Schicht reflektiert wird bzw.
mindestens eine magnetisierte Schicht passiert.
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Durch
die Krümmung
des Neutronenpolarisators trifft der Strahlanteil der bei der Durchquerung der
ersten magnetisierten Schicht durch Larmorpräzession bereits in die gewünschte Spinkomponente umgewandelt
(geflippt) wurde, in Strahlrichtung weiter hinten auf die spinselektiv
reflektierende Schicht der zweiten Schichtenfolge auf und wird daher
mit etwas höheren
Winkeln reflektiert als der Strahlanteil, der an der spinselektiv
reflektierenden Schicht der ersten Schichtenfolge reflektiert wurde.
Dieser Strahlanteil mit der gewünschten
Spinkomponente verlässt
den zweiten Kanal an der Austrittsfläche.
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Der
Strahlanteil der erst bei der Durchquerung der zweiten magnetisierten
Schicht durch Larmorpräzession
in die gewünschte
Spinkomponente umgewandelt (geflippt) wurde, trifft in Strahlrichtung noch
weiter hinten auf die spinselektiv reflektierende Schicht der dritten
Schichtenfolge auf und wird daher mit noch etwas höheren Winkeln
reflektiert als der Strahlanteil, der an der spinselektiv reflektierenden Schicht
der zweiten Schichtenfolge reflektiert wurde. Dieser Strahlanteil
mit der gewünschten
Spinkomponente verlässt
den dritten Kanal an der Austrittsfläche.
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Zur
Erzeugung der Krümmung
werden mehrere solcher beschichteter Siliziumwafer direkt aneinander
liegend in eine Biegevorrichtung eingebaut und gebogen bis die vorgesehene
Krümmung
erreicht ist.
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Wegen
der Winkelverteilung, mit der die Neutronen auf die magnetisierte
Schicht auftreffen, und wegen deren Krümmung können nicht alle Neutronen geflippt
werden, da ihr Weg in der magnetisierten Schicht unterschiedlich
lang ist. Die Dicke der Schicht lässt sich jedoch immer so wählen, dass
mindestens 50% der durch sie hindurchfliegenden Neutronen geflippt
werden. Eine weitere Einschränkung ergibt
sich dadurch, dass nur ein Teil der geflippten Neutronen die zweite
und die dritte spinselektiv reflektierende Schicht trifft.
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Um
die Divergenz des reflektierten austretenden Neutronenstrahls mit
der gewünschten
Komponente zu verringern besteht die Möglichkeit die Krümmung des
neutronenoptischen Bauelements nicht mit einem konstanten Krümmungsradius
auszuführen,
sondern den Krümmungsradius
in Flugrichtung der Neutronen zu vergrößern bis die Kanäle gerade
auslaufen.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die sich wiederholenden
Schichtenfolgen aus neutronenleitenden und neutronenbeeinflussenden
Schichten eben ausgeführt,
wobei die Kanäle vorzugsweise
parallel verlaufen. Diese Ausführung weist
lediglich zwei Schichtenfolgen auf und ist geeignet, einen Neutronenstrahl
geringer Divergenz zu polarisieren.
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In
einer ersten Ausführungsform
wird der zu polarisierende Neutronenstrahl ausschließlich in
den ersten Kanal des Neutronenpolarisators eingestrahlt. Bei dieser
Ausführungsform
besteht die erste Schichtenfolge lediglich aus dem neutronenleitenden
Kanal und der spinselektiv reflektierenden Schicht. Neutronen mit
der gewünschten
Spinkomponente, die an der Seite und nicht an der Austrittsfläche aus
dem Kanal austreten, werden dabei gebrochen, im Gegensatz zu den
Neutronen die den Kanal an der Austrittsfläche verlassen. Somit weist
der polarisierte Neutronenstrahl eine zusätzliche Divergenz auf.
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In
einer zweiten Ausführungsform
des ebenen Neutronenpolarisators wird der zu polarisierende Neutronenstrahl
ebenfalls ausschließlich
in den ersten Kanal des Neutronenpolarisators eingestrahlt. Die
Länge der
ersten Schichtenfolge, deren Eintrittsfläche im Neutronenstrahl angeordnet
ist, beträgt
nur die Hälfte
der Länge
der zweiten Schichtenfolge.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
des ebenen Neutronenpolarisators beträgt die Länge der magnetisierten Schicht
der zweiten Schichtenfolge ebenfalls nur die Hälfte der Länge des zweiten Kanals.
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Die
Kanäle
eines eben ausgeführten
Neutronenpolarisators können
auch unter einem Winkel zueinander angeordnet sein.
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Der
eben ausgeführte
Neutronenpolarisator ist mit einem derartigen Anstellwinkel in dem
Neutronenstrahl angeordnet, dass jedes Neutron zuerst auf eine spinselektiv
reflektierende Schicht trifft und an dieser reflektiert wird bzw.
die dahinter liegende magnetisierte Schicht passiert.
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Weitere
Ausgestaltungen des neutronenoptischen Bauelements können den
abhängigen
Ansprüchen
entnommen werden.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die
zugehörigen
Figuren zeigen:
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1:
schematische Darstellung des Neutronenpolarisators in gekrümmter Ausführung
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2:
schematische Darstellung des Neutronenpolarisators in ebener Ausführung
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3:
schematische Darstellung des Neutronenpolarisators in ebener Ausführung mit
verkürzter
erster Schichtenfolge
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In 1 ist
ein Neutronenpolarisator mit gekrümmten Schichtenfolgen dargestellt.
Die neutronenleitende Schicht ist ein Kanal A, der aus einem Siliziumwafer
gebildet ist, an dessen einer Fläche
sich eine spinselektiv reflektierende Schicht C befindet, die als
Superspiegel ausgebildet ist, und an dessen anderer Fläche sich
eine magnetisierte Schicht B anschließt. Beim gewählten Beispiel
liegt die Stärke
eines Kanals A zwischen 100 und 500 μm, während die Stärke der
spinselektiv reflektierenden Schicht C ca. 1 bis 2 μm beträgt und die
magnetisierte Schicht B eine Stärke
von einigen μm
aufweist. Diese Schichtenfolge wiederholt sich vielfach bis zu einer
Stärke von
einigen Zentimetern. Als Superspiegel wird beispielsweise ein Schichtensystem
aus Si-FeCo verwendet, und die magnetisierte Schicht B besteht beispielsweise
aus Eisen oder einer Eisenlegierung. Die aneinander liegend angeordneten
Schichtenfolgen weisen eine Krümmung
mit einem Radius von einigen Metern auf. Somit liegen stets ein
Superspiegel C und eine magnetisierte Schicht B aneinander.
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Die
Krümmung
muss so gewählt
sein, dass jedes an den Eintrittsflächen EF1, EF2, EF3 in einen der
Kanäle
A1, A2, A3 eintretende Neutron an einer spinselektiv reflektierenden
Schicht C1, C2, C3 reflektiert wird bzw. mindestens eine magnetisierte Schicht
B1, B2, B3 passiert bevor es den Neutronenpolarisator wieder verlässt. D.
h. die direkte Sicht durch die Kanäle A1, A2, A3 muss geschlossen
sein.
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Die
Wirkungsweise des gekrümmt
ausgeführten
Neutronenpolarisators wird nachfolgend erläutert. Ein Neutronenstrahl 1 mit
den beiden Spinkomponenten, spin-up 1.1 und spin-down 1.2 trifft
an der Eintrittsfläche
EF1 auf den Neutronenpolarisator. Dargestellt werden nur Neutronen,
die im Bereich des ersten Kanals A1 auftreffen. Der Neutronenstrahl 1 trifft
nach dem Eintritt durch die Eintrittsfläche EF1 in den Kanal A1 auf
den Superspiegel C1, an dem die Neutronen mit der gewünschten
Spinkomponente, spin-up 1.1, in der vorgegebenen Richtung
reflektiert werden und den Kanal A1 an der Austrittsfläche AF1 verlassen.
Die Neutronen mit der nicht gewünschten Spinkomponente,
spin-down 1.2, werden am Superspiegel C1 nicht reflektiert
und treffen auf die dahinter liegende magnetisierte Schicht B2.
Während
des Passierens dieser magnetisierten Schicht B2 wird ein Teil der
Neutronen mit der nicht gewünschten
Spinkomponente, spin-down 1.2, durch Larmorpräzession
in die andere Spinkomponente umgewandelt (geflippt) und am Superspiegel
C2 des zweiten Schichtpakets, da sie nun auch die entsprechende
gewünschte
Spinkomponente, spin-up 2.1, haben, in der vorgegebenen
Richtung reflektiert und verlassen den Kanal A2 an der Austrittsfläche AF2.
Allerdings trifft dieser Neutronenstrahl mit dem in der magnetisierten
Schicht B2 geflippten Strahlanteil 2.1 und dem nicht geflippten
Strahlanteil 2.2 in Strahlrichtung weiter hinten auf den
Superspiegel C2 auf, so dass auf Grund der Krümmung des Schichtpakets der
geflippte Strahlanteil mit der gewünschten Spinkomponente 2.1 mit
etwas höheren
Winkeln reflektiert wird als der Strahlanteil 1.1, der
bereits am ersten Superspiegel C1 reflektiert wurde. Dadurch weist
der austretende Neutronenstrahl 1.1, 2.1 eine
zusätzliche
Divergenz gegenüber
dem eintretenden Neutronenstrahl 1.1, 1.2 auf.
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Der
am zweiten Superspiegel C2 nicht reflektierte Strahlanteil mit der
nicht gewünschten
Spinkomponente 2.2 trifft auf die dahinter liegende magnetisierte
Schicht B3 des dritten Schichtpakets und wird in dieser durch Larmorpräzession
wiederum zum Teil in die gewünschte
Spinkomponente, spin-up 3.1, geflippt. Analog zu dem Vorgang
im zweiten Kanal A2 trifft dieser Neutronenstrahl 3.1, 3.2 mit
dem in der magnetisierten Schicht B2 geflippten Strahlanteil 3.1 und
dem nicht geflippten Strahlanteil 3.2 in Strahlrichtung
noch weiter hinten auf den Superspiegel C3 auf, so dass auf Grund
der Krümmung
des Schichtpakets der geflippte Strahlanteil mit der gewünschten Spinkomponente 3.1 mit
noch etwas höheren
Winkeln reflektiert wird als die Strahlanteile 1.1, 2.1,
die bereits am ersten bzw. zweiten Superspiegel C1, C2 reflektiert
wurden. Dadurch weist der austretende Neutronenstrahl 1.1, 2.1, 3.1 eine
weitere zusätzliche Divergenz
gegenüber
dem eintretenden Neutronenstrahl 1.1, 1.2 auf.
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So
wird erreicht, dass an den Austrittsflächen AF1, AF2, AF3 in Reflexionsrichtung
nur Neutronen austreten, die die gleiche vorgegebene Spinkomponente,
spin-up 1.1, 2.1, 3.1, aufweisen und
somit einen polarisierten Neutronenstrahl einer Spinkomponente,
nämlich
spin-up bilden. Die nicht geflippte Spinkomponente 3.2 behält ihre
ursprüngliche
Richtung bei und kann durch einen Kollimator absorbiert werden.
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An
Hand dieser 1 wird deutlich, dass der maximale
Reflexionswinkel des Superspiegels C und die dazu passend gewählten Größen von
Kanalbreite und Krümmungsradius
des Kanals A einen entscheidenden Einfluss auf die Baulänge des
Neutronenpolarisators haben. Bei größeren Kanalbreiten und/oder großem Krümmungsradius
muss der Neutronenpolarisator entsprechend länger sein, damit alle an den Eintrittsflächen EF
eintretenden Neutronen an einer spinselektiv reflektierenden Schicht
C reflektiert werden bzw. eine magnetisierte Schicht B passieren.
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Um
die Divergenz des reflektierten an den Austrittsflächen AF
austretenden Neutronenstrahls mit der gewünschten Spinkomponente 1.1, 2.1, 3.1 zu
verringern, besteht die Möglichkeit,
die Krümmung der
Kanäle
A mit den beiden Schichten B und C nicht mit einem konstanten Krümmungsradius
auszuführen,
sondern den Krümmungsradius
in Flugrichtung der Neutronen zu vergrößern, eventuell so weit, dass die
Kanäle
A gerade auslaufen. Dadurch wird der Reflexionswinkel der weiter
hinten auf eine spinselektiv reflektierende Schicht C2, C3 auftreffende
Strahlanteil nicht ständig
größer und
die Divergenz der austretenden Strahlen mit der gewünschten
Spinkomponente 1.1, 2.1, 3.1 nicht so
stark vergrößert.
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Andererseits
kann durch eine Verkleinerung des Krümmungsradius' in Flugrichtung
der Neutronen eine Fokussierung des austretenden Neutronenstrahls
mit der gewünschten
Spinkomponente 1.1, 2.1, 3.1 erreicht
werden, da der Reflexionswinkel für den weiter hinten auf eine
spinselektiv reflektierende Schicht C2, C3 auftreffenden Strahlanteil
größer wird.
Dadurch wird allerdings die Divergenz weiter erhöht.
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Soll
ein Neutronenstrahl geringer Divergenz (z. B. 0.1° bei 0.5nm
Wellenlänge)
polarisiert werden, so ist es ausreichend, einen Neutronenpolarisator bestehend
aus zwei eben ausgebildeten Schichtenfolgen zu verwenden, wie er
in 2 dargestellt ist.
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Dabei
weist die erste Schichtenfolge, deren Eintrittsfläche EF1
im Neutronenstrahl angeordnet ist und den gesamten Strahl abdeckt,
nur den Kanal A1 und die spinselektiv reflektierende Schicht C1
auf, während
die zweite Schichtenfolge alle drei Schichten, den Kanal A2, die
spinselektiv reflektierende Schicht C2 und die magnetisierte Schicht
B2 auf. In die Eintrittsfläche
EF2 des zweiten Schichtpakets dürfen
bei dieser Ausführung
des Neutronenpolarisators keine Neutronen eintreten.
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Bei
der hier beschriebenen Ausführung
des Neutronenpolarisators wird die gewünschte Spinkomponente, spin-up 1.1,
an der spinselektiv reflektierenden Schicht C1 reflektiert und die
ungewünschte
Komponente, spin-down 1.2, in der dahinter liegenden Schicht
B2 geflippt. Wegen der geringen Strahldivergenz geschieht das nahezu
vollständig. An
der Schicht C2 wird dann der geflippte Teil des Strahls 2.1 in
die gewünschte
Richtung reflektiert und verlässt
den Neutronenpolarisator an der Austrittsfläche AF2. Damit verlassen zwei
Strahlen der gleichen Polarisation die Anordnung.
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Da
der Strahlanteil 1.1 den Kanal A1 an der Seitenfläche verlässt, wird
er gebrochen und verlässt somit
den Neutronenpolarisator unter einem anderen Winkel als der Strahlanteil 2.1,
der an der Austrittsfläche
AF2 nicht gebrochen wird. Somit weist der austretende polarisierte
Neutronenstrahl 1.1, 2.1 eine zusätzliche
Divergenz auf.
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Um
diese Divergenz zu vermeiden wird eine abgewandelte Ausführung des
Neutronenpolarisators vorgeschlagen, die in 3 dargestellt
ist. Bei dieser Ausführung
ist die erste Schichtenfolge, aufweisend den Kanal A1 und die spinselektiv
reflektierende Schicht C1, kürzer
ausgeführt
als die zweite Schichtenfolge mit dem Kanal A2, der spinselektiv
reflektierenden Schicht C1 und der magnetisierten Schicht B2. Wenn
die erste Schichtenfolge, deren Eintrittsfläche EF1 im Neutronenstrahl
angeordnet ist und den gesamten Strahl abdeckt, nur halb so lang ist
wie die zweite Schichtenfolge, so verlässt der reflektierte Strahlanteil 1.1 den
Neutronenpolarisator an der Austrittsfläche AF1 und wird nicht gebrochen. Somit
verlassen beide polarisierten Strahlanteile mit der gewünschten
Spinkomponente 1.1 und 1.2 den Neutronenpolarisator
unter dem gleichen Winkel und weisen keine zusätzliche Divergenz auf.
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Stehen
die Schichten C1 und C2 parallel zueinander, so verlaufen die zwei
Ausgangsstrahlen parallel. Werden die Schichten C1 und C2 dagegen in
einem Winkel zueinander angeordnet, können die beiden Ausgangsstrahlen 1.1 und 1.2 an
einem Ort im weiteren Strahlverlauf zur Überlagerung gebracht werden,
z. B. an der Probe oder dem Detektor.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des eben ausgeführten Neutronenpolarisators
ist die magnetisierte Schicht B2 der zweiten Schichtenfolge ebenfalls
nur so lang wie die erste Schichtenfolge. Somit würde auch
hier die Möglichkeit
bestehen, dass reflektierte Strahlanteile 2.1 an der Seitenfläche den Kanal
A2 verlassen und zum polarisierten Neutronenstrahl beitragen können.