DE102017105275B4 - Apparatus and method for generating monochromatic radiation of a radiation source with line spectrum - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum, mindestens aufweisend eine Strahlungsquelle (1), die ein Linienspektrum erzeugt, und eine erste off-axis-Reflexionszonenplatte (3),dadurch gekennzeichnet, dassdie erste off-axis-Reflexionszonenplatte (3) eingerichtet ist zurSeparierung einer vorbestimmten Spektrallinie des Linienspektrums der Strahlungsquelle, und eine erste Blende (4) in einem Strahlengang nach der off-axis-Reflexionszonenplatte (3) am Ort eines Ortbildes dervorbestimmten Spektrallinie angeordnet ist und wobei mehrere off-axis-Reflexionszonenplatten (3) auf einem Substrat angelegt sind, wobei die Reflexionszonenplatten (3) durch lineare Verschiebung wechselbar sind.A device for generating monochromatic radiation of a line-source radiation source, comprising at least one radiation source (1) producing a line spectrum, and a first off-axis reflection zone plate (3), characterized in that the first off-axis reflection zone plate (3) is arranged for separating a predetermined spectral line of the line spectrum of the radiation source, and a first aperture (4) in a beam path after the off-axis reflection zone plate (3) at the location of a location image of the predetermined spectral line is arranged and wherein a plurality of off-axis reflection zone plates (3) on a Substrate are applied, wherein the reflection zone plates (3) are interchangeable by linear displacement.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum, wie Sie insbesondere für die Photoelektronen-Spektroskopie (PES) im Bereich der Ultraviolettstrahlung (UV) und hier insbesondere der Vakuumultraviolettstrahlung (VUV) eingesetzt wird und in diesem Fall auch als UPS (ultraviolett PES) bezeichnet wird.The invention relates to a device and a method for generating monochromatic radiation of a radiation source with line spectrum, as used in particular for photoelectron spectroscopy (PES) in the field of ultraviolet radiation (UV) and in particular the vacuum ultraviolet radiation (VUV) and in this case also as UPS (ultraviolet PES) is called.
Stand der TechnikState of the art
Mit der PES werden vorwiegend Aussagen über chemische Verbindungen und elektronische Eigenschaften eines Materials getroffen. Dies geschieht über die Anregung eines Elektrons bis zum Austritt aus einem Material (Photoelektron) und der Bestimmung von dessen Energie und Richtung. Die Energie des Photoelektrons ist dabei im Wesentlichen bestimmt durch die Energie des anregenden Photons, die Bindungsverhältnisse im Material und die sogenannte Austrittsarbeit. Um den Beitrag der Bindungsverhältnisse möglichst genau bestimmen zu können, müssen die Beiträge der Austrittsarbeit und der des anregenden Photons möglichst genau bestimmt sein. Letzteres bezieht sich sowohl auf die Bestimmtheit der Energie absolut der Photonen als auch auf die spektrale Reinheit der für die UPS genutzten Photonen im Mittel über eine PES Messung. In dem Aufsatz 1 von
Vorrichtungen zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum für die Photoelektronen-Spektroskopie, sind aus dem Stand der Technik bekannt. In dem Aufsatz 1 und dem Aufsatz 3 von
Die Effizienz ist dabei definiert als das Verhältnis der von einer Quelle ausgestrahlten Photonen zu denen, die auf eine Probe zur Anregung von Elektronen fallenden Photonen nutzbar sind, und ist ein Gütefaktor einer PES-Vorrichtung.The efficiency is defined as the ratio of the photons emitted by a source to those usable on a sample for the photon falling of photons, and is a quality factor of a PES device.
Eine lichtstarke Kondensor-Monochromator-Anordnung wird in der
In dem Aufsatz 4 von A.
Eine Auslegung eines Monochromators für die simultane Bereitstellung mehrerer Wellenlängen bzw. Linien unter Verwendung von off-Axis-Reflexionszonenplatten findet sich in der
In der
Aufgabenstellungtask
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen die spektrale Verbreiterung von Emissionslinien von Strahlungsquellen mit Linienspektrum bis auf Werte separierter Linien monochromatisierbar ist und zugleich eine Verbesserung der Effizienz gegenüber dem Stand der Technik erzielt wird. Zudem soll die vorliegende Erfindung eine kostengünstigere Alternative der Monochromatisierung von Strahlungsquellen mit Linienspektrum, insbesondere Gasentladungslampen ermöglichen, als aus dem Stand der Technik bekannt.The object of the present invention is to specify an apparatus and a method with which the spectral broadening of emission lines from radiation sources with line spectrum can be monochromatized down to values of separated lines and at the same time an improvement in the efficiency compared with the prior art is achieved. In addition, the present invention is to provide a cheaper alternative monochromatization of radiation sources with line spectrum, in particular gas discharge lamps, as known from the prior art.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und das Verfahren des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is solved by the subject matter of
Bei der Strahlungsquelle mit Linienspektrum kann es sich um jedwede, aus dem Stand der Technik bekannte Strahlungsquelle handeln, die so eingerichtet ist, dass sie ein Linienspektrum erzeugt. Mögliche Strahlungsquellen der geforderten Art sind zum Beispiel Gasentladungslampen, wie es auch einem Ausführungsbeispiel entspricht. Als Gasentladungslampe kann insbesondere eine Kaltkathoden - Niederdruck (1×10-2 mbar- 1×10-1 mbar) - Kapillar - Helium-Gasentladungslampe (eng. Cold cathode capillary discharge) eingesetzt werden. Des Weiteren sind z.B. auf Elektron-Zyklotron-Resonanz-Heizung beruhende Plasmastrahlungsquellen oder aber Duoplasmatron-Plasmastrahlungsquellen einsetzbar. Alle Strahlungsquellen können z.B. mit Edelgasen aber auch anderen Gasen betrieben werden, wodurch Spektrallinien in unterschiedlichen Energiebereichen bzw. unterschiedlicher Energie erzeugbar sind.The line-source radiation source may be any radiation source known in the art that is arranged to produce a line spectrum. Possible radiation sources of the required type are, for example, gas discharge lamps, as also corresponds to an exemplary embodiment. In particular, a cold cathode low-pressure (1 × 10 -2 mbar-1 × 10 -1 mbar) capillary-helium gas discharge lamp (cold cathode capillary discharge) can be used as the gas discharge lamp. Furthermore, for example, based on electron cyclotron resonance heating plasma radiation sources or Duoplasmatron plasma radiation sources can be used. All radiation sources can be operated, for example, with noble gases but also other gases, whereby spectral lines in different energy ranges or different energy can be generated.
Die Strahlungsquelle mit Linienspektrum ist dabei mit allen zur Betreibung notwendigen Vorrichtungen wie Pumpen und Gaszuführungen ausgestattet.The radiation source with line spectrum is equipped with all necessary equipment for operation such as pumps and gas supplies.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum weist darüber hinaus mindestens eine erste off-axis-Reflexionszonenplatte auf. Die mindestens eine off-axis-Reflexionszonenplatte ist dabei dazu eingerichtet, eine vorbestimmte Linie aus dem Spektrum der Strahlungsquelle durch Beugung an derselben heraus zu separieren. Die Kenngröße der off-axis Reflexionszonenplatte ist dabei insbesondere ihre Liniendichte. Die Separierung von Linien ist hier Synonym zu verstehen für die Monochromatisierung (Eingrenzung der spektralen Breite um eine gegebenen Energie, z.B. die einer Linie eines Linienspektrums) von Strahlung. Die off-axis Reflexionszonenplatten werden demnach als Monochromatoren verwendet, die monochromatische Strahlung (separierte Linien) zur weiteren Verwendung in einem Strahlengang bereitstellen (aussenden).The device according to the invention for generating monochromatic radiation of a radiation source having a line spectrum additionally has at least one first off-axis reflection zone plate. The at least one off-axis reflection zone plate is configured to separate a predetermined line from the spectrum of the radiation source by diffraction at the same. The characteristic of the off-axis reflection zone plate is in particular its line density. The separation of lines is to be understood here as synonymous for monochromatization (limitation of the spectral width around a given energy, for example that of a line of a line spectrum) of radiation. The off-axis reflection zone plates are therefore used as monochromators, which provide (send out) monochromatic radiation (separated lines) for further use in one beam path.
Eine off-axis-Reflexionszonenplatte bedeutet hier, dass insbesondere die Beugung ± 1. Ordnung zur Anwendung kommt. Die Nutzung der Beugung ± 2. Ordnung oder höherer ist denkbar, aufgrund der geringen Intensitäten aber nicht von technischer Bedeutung. Die Beugung ± 1. Ordnung wird aufgrund ihrer Energieabhängigkeit und Intensität genutzt. Der Beugungsstrahl 0. Ordnung wird von einer ersten Blende unterdrückt. Der bestrahlte Teil der Reflexionszonenplatte wird aus dem Schwerpunkt der Strahlschnittpunkte der Beugung 0. Ordnung verschoben, so dass Teile der Zonenplattenstruktur, die in höherer Ordnung beugen, bestrahlt werden (,off axis setting‛ oder „fresnel center offset“) oder nur entsprechende Teile als Zonenplatte angelegt sind.An off-axis reflection zone plate here means that, in particular, ± 1st-order diffraction is used. The use of the diffraction ± 2nd order or higher is conceivable, due to the low intensities but not of technical importance. The ± 1st order diffraction is used because of its energy dependence and intensity. The diffraction beam 0th order is suppressed by a first aperture. The irradiated portion of the reflection zone plate is displaced from the center of gravity of the 0th order diffraction beam intersections so that portions of the zone plate structure which bow in higher order are irradiated (off axis setting or fresnel center offset) or only corresponding parts as Zone plate are created.
Der Austrittswinkel der 1. Ordnung der off-axis-Reflexionszonenplatten hängt dabei vom Einfallswinkel gemäß β = arccos(cos(α) - λ/d), mit α = streifender Einfallswinkel, λ = Wellenlänge der Strahlung und d = lokale Periode ab. Der Energieunterschied zwischen den zu trennenden spektralen Linien muss groß genug sein, um genügend große Abstände zwischen den Austrittswinkeln zu erreichen, damit nur die gewünschte Linie die Blende passiert und die Probe erreicht.The exit angle of the first order of the off-axis reflection zone plates depends on the angle of incidence according to β = arccos (cos (α) - λ / d), with α = grazing angle of incidence, λ = wavelength of the radiation and d = local period. The energy difference between the spectral lines to be separated must be large enough to achieve sufficiently large distances between the exit angles so that only the desired line passes through the aperture and reaches the sample.
Off-axis-Reflexionszonenplatten der erfindungsgemäßen Art können auf dem Fachmann bekannte Art mittels Elektronenstrahllithographie hergestellt werden.Off-axis reflection zone plates of the type according to the invention can be produced in a manner known to those skilled in the art by means of electron beam lithography.
Die Anordnung der off-axis-Reflexionszonenplatte erfolgt nach dem Gesichtspunkt der Transmissionsmaximierung eines Monochromators. Flache Einfallswinkel sind dabei bevorzugt. Insbesondere ein streifender Einfall mit Einfallswinkeln (zur Ebene der Zonenplatte) kleiner 15° ist hierbei vorteilhaft. Die Transmissionsmaximierung (der reflektierten Strahlung) ist neben den Einfallswinkeln mindestens mitbestimmt durch die Kenngrößen der Entfernung von der Quelle (Gasentladungslampe) und der Güte eines bereitgestellten Vakuums. Eine Maximierung (Optimierung) nimmt der Fachmann fallweise vor. Für eine optimale Ausrichtung der off-axis-Reflexionszonenplatten ist in einer Ausführungsform vorgesehen, auf dem gleichen Substrat, auf dem die off-axis-Reflexionszonenplatte angelegt ist, eine Zonenplatte anzulegen, die im sichtbaren Bereich des Spektrums reflektiert. Dadurch vereinfachet und verkürzt sich die Justierung der off-axis-Reflexionszonenplatte, die damit z.B. mit Lasern durchführbar ist.The arrangement of the off-axis reflection zone plate is based on the viewpoint of the transmission maximization of a monochromator. Flat angles of incidence are preferred. In particular, a grazing incidence with angles of incidence (to the plane of the zone plate) smaller than 15 ° is advantageous here. The transmission maximization (of the reflected radiation) is, in addition to the angles of incidence, at least determined by the parameters of the distance from the source (gas discharge lamp) and the quality of a provided vacuum. A maximization (optimization) takes the expert from case to case. For an optimal alignment of the off-axis reflection zone plates, it is provided in one embodiment, on the same substrate on which the off-axis reflection zone plate is applied, to apply a zone plate which reflects in the visible region of the spectrum. This simplifies and shortens the adjustment of the off-axis reflection zone plate, which is thus e.g. with lasers is feasible.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum weist zusätzlich mindestens zwei off-axis-Reflexionszonenplatten zur Separierung von Linien aus einem Linienspektrum einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum, bereitgestellt z.B. für die He_I_alpha und He_II_alpha – Linien, die wahlweise anordenbar sind, auf. Hierfür kann z.B. ein Wechsler für die Platten vorgesehen sein. Ein Wechsel findet statt, indem die Zonenplatten parallel verschoben werden. Insbesondere sind mehrere Zonenplatten für die Separierung unterschiedlicher Wellenlängen dabei auf einem Substrat angelegt, was die Handhabung eines Wechsels von Linie zu Linie erleichtert. The device according to the invention for generating monochromatic radiation of a radiation source with a line spectrum additionally has at least two off-axis reflection zone plates for the separation of lines from a line spectrum of a radiation source with line spectrum, provided, for example, for the He_I_alpha and He_II_alpha lines, which can optionally be arranged. For this example, a changer for the plates may be provided. A change takes place by moving the zone plates in parallel. In particular, several zone plates for the separation of different wavelengths are applied to a substrate, which facilitates the handling of a change from line to line.
Zusätzlich weist die Vorrichtung eine erste Blende auf, die im Strahlengang nach der off-axis-Reflexionszonenplatte angeordnet ist. Die erste Blende ist in der Bildebene der Reflexionszonenplatte angeordnet und in vorteilhafter Weise als Schlitzblende gestaltet. Ihre Lage in der Bildebene der Reflexionszonenplatte ist von der Energie der zu separierenden Linie abhängig und daher entsprechend anzupassen. Die Größe der Blende ist vorteilhaft so zu wählen, dass sie an die Dispersions- und Abbildungseigenschaft der Reflexionszonenplatte angepasst ist und mindestens das Ortsbild der vorbestimmten Spektrallinie (reflektiert von der Reflexionszonenplatte) durchlässt und dabei störende benachbarte Spektrallinien abschneidet. Typische Blendengrößen liegen im Bereich von 0.5 mm bis 2 mm. Die untere Grenze der Blendengröße ist durch das laterale Auflösungsvermögen der Reflexionszonenplatte bestimmt. Blenden, die kleiner sind als dieses, bewirken keinen Vorteil für die Monochromatisierung und beeinträchtigen die Effizienz. Die erste Blende verhindert somit, dass ein Teil der Intensität der unerwünschten Linien, die durch die Dispersion der Reflexionszonenplatte vom Abbildungsort weggebeugt werden, für den Probenort doch noch erreichbar ist. Die Größe der ersten Blende ist folglich individuell an die gegebene Anordnung anzupassen. Der Fachmann kann die benötigte Ausführung leicht mit gängigen Methoden (Erfassung des Ortsbildes/Abbildung) ermitteln.In addition, the device has a first diaphragm which is arranged in the beam path downstream of the off-axis reflection zone plate. The first diaphragm is arranged in the image plane of the reflection zone plate and designed in an advantageous manner as a slit diaphragm. Their position in the image plane of the reflection zone plate is dependent on the energy of the line to be separated and therefore adapted accordingly. The size of the aperture is advantageously to be chosen so that it is adapted to the dispersion and imaging property of the reflection zone plate and at least the spatial image of the predetermined spectral line (reflected from the reflection zone plate) passes and thereby cuts off interfering adjacent spectral lines. Typical aperture sizes are in the range of 0.5 mm to 2 mm. The lower limit of the aperture size is determined by the lateral resolution of the reflection zone plate. Apertures smaller than this will not benefit monochromatization and affect efficiency. The first diaphragm thus prevents some of the intensity of the undesired lines, which are deflected by the dispersion of the reflection zone plate from the imaging location, still being reachable for the sample location. The size of the first panel is therefore individually adapted to the given arrangement. The person skilled in the art can easily determine the required design using common methods (acquisition of the location image / image).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum ist entsprechend einer Ausführungsform mit einer zweiten Blende ausgestattet, die den Quellort der Lampe definiert und auf einen scharf umrissenen Bereich einschränkt. Diese Blende ist in unmittelbarer Nähe zu einem Austrittsort von Strahlung der Gasentladungslampe angeordnet. Die so definierte Quelle verbessert, hinsichtlich der spektralen Breite, die Separierung einzelner Linien durch eine Minimierung der negativen Einflüsse der Dispersion der Reflexionszonenplatte.The inventive device for generating monochromatic radiation of a radiation source with line spectrum is equipped according to one embodiment with a second aperture, which defines the source of the lamp and limits to a sharply outlined area. This diaphragm is arranged in the immediate vicinity of an exit location of radiation of the gas discharge lamp. The source thus defined improves, with respect to the spectral width, the separation of individual lines by minimizing the negative influences of the dispersion of the reflection zone plate.
Die Energieauflösung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die Quellgröße, Spaltbreite und Dispersion der off-axis-Reflexionszonenplatte (Winkel β) begrenzt. Sie beträgt hier 1,17 eV (FWHM) für He_I Linien (21,219 eV), bei einer Liniendichte von 812,7 Linien per Millimeter auf der Reflexionszonenplatte. Die Transmission der off-axis-Reflexionszonenplatte beträgt 20 % bei 21,219 eV.The energy resolution of the device according to the invention is limited by the swelling size, gap width and dispersion of the off-axis reflection zone plate (angle β). Here it is 1.17 eV (FWHM) for He_I lines (21.219 eV), with a line density of 812.7 lines per millimeter on the reflection zone plate. The transmission of the off-axis reflection zone plate is 20% at 21.219 eV.
In einer weiteren Ausführungsform ist hinter der ersten Blende im Strahlengang ein Refokussierspiegel so angeordnet, dass er die erste Blende verkleinert auf eine Probe abbildet. Damit wird die Strahldichte in einem Brennfleck auf der Probe erhöht. Eine vorteilhafte Ausführung des Refokussierspiegels ist ein Ellipsoidspiegel.In a further embodiment, a refocusing mirror is arranged behind the first diaphragm in the beam path such that it images the first diaphragm in a reduced manner onto a sample. This increases the radiance in a focal spot on the sample. An advantageous embodiment of the Refokussierspiegels is an ellipsoidal mirror.
Alle optischen Elemente der Vorrichtung befinden sich in einem evakuierbaren Gehäuse.All optical elements of the device are located in an evacuable housing.
Ein Verfahren zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum weist mindestens die folgenden Schritte auf. Zunächst das Aussenden von Strahlung aus einer Quelle mit einem Linienspektrum, wie z.B. einer Gasentladungslampe. Darauf folgend die Separierung einer vorbestimmten Linie des Linienspektrums aus der Strahlung mit einer off-axis-Reflexionszonenplatte, durch Reflexion an derselben. Anschließend die Begrenzung der Ausdehnung der, von der off-axis-Reflexionszonenplatte reflektierten Strahlung (die vorbestimmte separierte Linie) am Ort eines Ortsbildes der vorbestimmten Spektrallinie.A method of generating monochromatic radiation of a line-source radiation source comprises at least the following steps. First, the emission of radiation from a source having a line spectrum, such as, e.g. a gas discharge lamp. Subsequently, the separation of a predetermined line of the line spectrum from the radiation with an off-axis reflection zone plate, by reflection at the same. Subsequently, limiting the extension of the radiation reflected from the off-axis reflection zone plate (the predetermined separated line) at the location of a location image of the predetermined spectral line.
In dem Verfahren zur Generierung monochromatischer Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum kann weiterhin die Strahlung der Quelle räumlich begrenzt werden, so dass ein Quellort entsteht. Dieser Schritt folgt auf den Schritt des Aussendens der Strahlung.In the method for generating monochromatic radiation of a radiation source with a line spectrum, the radiation of the source can furthermore be spatially limited so that a source location is formed. This step follows the step of emitting the radiation.
Dies bedeutet eine Erhöhung der Effizienz, d.h. der gesamt transmittierten Strahlung, die z.B. zur Bestrahlung einer Probe zur Durchführung von PES genutzt wird.This means an increase in efficiency, i. the total transmitted radiation, e.g. used to irradiate a sample to perform PES.
Zur Durchführung des Verfahrens wird in vorteilhafter Weise die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren entsprechende Ausführungsformen genutzt.To carry out the method, the device according to the invention and its corresponding embodiments are used in an advantageous manner.
Ein durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellter Strahl wird bevorzugt genutzt, um an einer Probe Spektren der Photoelektron-Emissionsspektroskopie (PES) zu messen.A beam provided by the device according to the invention is preferably used to measure spectra of photoelectron emission spectroscopy (PES) on a sample.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung monochromatisiert die Strahlung einer Strahlungsquelle mit Linienspektrum, derart das einzelne Linien separiert werden bei gleichzeitiger optimierter Effizienz. Die optischen Komponenten der Vorrichtung sind dabei kostengünstig.The device according to the invention monochromatizes the radiation of a radiation source with line spectrum, so that individual lines are separated while optimizing efficiency. The optical components of the device are inexpensive.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel und anhand von einer Figur näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail in an embodiment and with reference to a figure.
Die
In dem Ausführungsbeispiel ist die Strahlungsquelle mit Linienspektrum eine Kaltkathoden - Niederdruck - Kapillar - Helium-Gasentladungslampe. Zur Druckverbesserung der Vakuumapparatur und zur Reduzierung des Gasverbrauchs ist am Ende des Brennraums eine Glaskapillare eingesetzt. Die Glaskapillare wirkt auch gleichzeitig als zweite Blende. Die Glaskapillare (∅ 1,7 mm) ist nach 5 cm unterbrochen, um ein besseres Pumpen zu ermöglichen, hier herrscht ein Druck von ca. 0,1 mbar. Die Strahlen treffen mit einer Divergenz von ±1 ° nach 150 mm auf die off-axis-Reflexionszonenplatte mit einem Einfallswinkel von 11,5°. Die gewünschte Spektrallinie wird dort gebeugt und unter einem Winkel von 21,18° auf die erste Blende (am Ort des Ortsbildes) abgebildet. Dafür hat die Reflexionszonenplatte eine quadratische Grundfläche von 40 mm Länge und etwa 10 mm Breite, einen „fresnel center offset“ von 45 mm in Strahlrichtung und eine mittlere Liniendichte von 812,7 Linien per Millimeter. Sie ist für He_I_alpha Strahlung mit einer Energie von 21,219 eV so ausgelegt, dass unter einem streifenden Einfallswinkel von 11,5° die erste Beugungsordnung einer 150 mm entfernten Quelle auf eine 150 mm entfernte Bildebene mit einem streifenden Ausfallswinkel von 21,18° abgebildet wird. Der Abbildungsfaktor beträgt 1:1 sagittal und 1:2 meridional. Die Energieauflösung beträgt 1.17 eV (FWHM) für He_I Linien. Das Bild der runden Kapillare ist ellipsenförmig. Folglich ist der Austrittsschlitz rechteckig ausgeformt. Der darauffolgende Ellipsoidspiegel verkleinert den Austrittsschlitz um den Faktor Fünf auf die Probe. Mit den gegebenen Blenden, bzw. der Glaskapillare, und der off-axis-Reflexionszonenplatte werden Strahlgrößen am Probenort (Brennflecke) kleiner 300 µm erreicht.In the exemplary embodiment, the line spectrum radiation source is a cold cathode low pressure capillary helium gas discharge lamp. To improve the pressure of the vacuum apparatus and to reduce the gas consumption, a glass capillary is used at the end of the combustion chamber. The glass capillary also acts as a second aperture at the same time. The glass capillary (∅ 1.7 mm) is interrupted after 5 cm to allow a better pumping, here there is a pressure of about 0.1 mbar. The rays strike the off-axis reflection zone plate with an angle of incidence of 11.5 ° with a divergence of ± 1 ° after 150 mm. The desired spectral line is diffracted there and imaged at an angle of 21.18 ° on the first diaphragm (at the location of the townscape). For this purpose, the reflection zone plate has a square base area of 40 mm in length and about 10 mm in width, a fresnel center offset of 45 mm in the beam direction and a mean line density of 812.7 lines per millimeter. It is designed for He_I_alpha radiation with an energy of 21.219 eV so that under a grazing angle of incidence of 11.5 °, the first diffraction order of a 150 mm distant source to a 150 mm distant image plane is mapped with a grazing angle of 21.18 °. The imaging factor is 1: 1 sagittal and 1: 2 meridional. The energy resolution is 1.17 eV (FWHM) for He_I lines. The image of the round capillary is elliptical. Consequently, the exit slot is rectangular shaped. The following ellipsoidal mirror reduces the exit slot by a factor of five to the sample. With the given diaphragms, or the glass capillary, and the off-axis reflection zone plate, beam sizes at the sample location (focal spots) smaller than 300 μm are achieved.
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