DE910605C - Spiegelsystem mit fast streifendem Einfall, insbesondere fuer Roentgenstrahlen - Google Patents

Description

• Spiegelsystem mit fast streifendem Einfall, insbesondere für Röntgenstrahlen Der Bau eines Röntgenstrahlmikroskops scheiterte bisher im wesentlichen daran, daß eine für Röntgenstrahlen geeignete Optik nicht existierte. Alle bekannten Materialien brechen die Röntgenstrahlen nur um gehr kleine Winkel; Optiken, die von dieser Brechung Gebrauch machen, scheinen praktisch ausgeschlossen. zu sein.
• Wesentlich gussichtsreicher erscheint von vornherein der Versuch, eine reine Spiegeloptik für Röntgenstrahlen zu entwickeln; denn in Luft oder Vakuum verlaufende Röntgenstrahlen erleiden bei ihrem Auffall auf verschiedene Materialien, z. B. Gläser, Metalle oder Salze, eine Totalreflexion. Allerdings tritt diese nur bei fast streifendem Einfall ein, und die zur Verfügung stehenden Einfallswinkel unterscheiden sich dann bei weichen Röntgenstrahlen nur um wenige Grad und bei harten Röntgenstrahlen nur um Bogenminuten von 9o°. Unter Ausnutzung dieser Totalreflexion wurde bereits von anderer Seite eine abbildende Optik gebaut, die aus zwei Hohlspiegeln, mit annähernd senkrecht aufeimanderstehenden Achsen bestand. Doch ist die Abbildung außerordentlich schlecht; Rechnungen über die optischen Eigenschaften des Systems, z. B. über die Erfüllung der Abbeschen Sinusbedingung, scheinen nicht angestellt worden zu sein.
• Die Erfindung erstreckt sich auf ein. Spiegelsystem, -das ausschließlich Rotationsflächen mit gemeinsamer .Rotationsachse benutzt; diese sind so gewählt, daß die spiegelnden Flächen selbst nur von annähernd streifend einfallenden Strahlen getroffen werden und trotzdem die Abbesche Sinusbedingung mit sehr guter Näherung erfüllt ist.
• Fig. i ,zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Spiegeloptik. E ist ein Stück eines Rotationsellipsoids ,oder eines Rotationsparaboloids, mit H ist ein Stück eines Rotationshyperboloids bezeichnet, U ist die gemeinsame Achse dieser Rotationsflächen. Beide Flächen sind vorzugsweise so zueinander angeordnet, daß der Brennpunkt F' des Rotationsellipsoids bzw. des Rot@ationsparaboloids E zugleich rückseitiger Brennpunkt des Rotationshyperboloids H ist. Die von dem zweiten Brennpunkt F des Rotationshyperboloids ausgehenden Strahlen werden zunächst am Hyperhaloid und dann am Ellipsoid bzw. Paraboloid so reflektiert, daß sie in den rechts liegenden Brennpunkt F" des Ellipsoids zielen. Der Punkt F wird daher in den Punkt F" abgebildet; falls es sich bei E um ein Paraboloid handelt, liegt der Bildpunkt F" im Unendlichen.
• Jedes kleine Flächenelement bei F, das senkrecht zur Achse orientiert ist, wird in ein dazu ähnliches Flächenelement senkrecht zur Achse bei F" abgebildet, sofern das Hyperboloid und das Ellipsoid eine hinreichend große Exzentrizität besitzen, da in diesem Fall die Abbesche Sinusbedingung mit großer Näherung erfüllbar ist.
• Gute Bildqualität kann ;man auch durch Verwendung von drei oder besser vier Rotationsflächen erreichen, von denen in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die 'beiden inneren Flächen annähernd Rotationshyperboloide und die äußere annähernd ein Rotationsellipsoid bzw. ein R@otationsparaboloid sind. Um mit einer solchen Spiegeloptik ein Röntgenstrahlmikroskop zu verwirklichen, kann man bei F das abzubildende Objekt anordnen; bei F" ist dann der Leuchtschirm bzw. die Photoplatte oder der Film aufzustellen. Die Beleuchtung des Objekts wird dann zweckmäßig in Anpassung an die Eigenschaften der abbildenden Optik kegelförmig gewählt. Das kann z. B. in der Weise geschehen, daß zwischen der Röntgenstrahlenquelle R und dein bei F liegenden Objekt ein der abbildenden Optik im Prinzip ähnlicher Kondensor, wie Fig. z ihn andeutet, Verwendung findet.
• Man kann auch ohne Kondensor arbeiten, dann eignet sich mit Vorteil eine Röntgenstrahlenquelle nach Art der Fig. 4. h ist eine Elektronenquelle in Ringform, vorzugsweise ein glühender Blechzylinder, der gegebenenfalls an der Innenseite eine hochemittierende Schicht trägt; a ist die Antikathode. Die Röntigenstrahlenquelle kann auch ohne Kathodenheizung als reine Ionenröhre ausgebildet werden. Die Spiegeloptik ist aber auch mit jeder anderen Röntgenstrahlquelle, auch Funken, verwendbar. Strahlung, die zur Abbildung nicht beiträgt, wird zweckmäßig in jedem Fall zur Verringerung störender Streustrahlung abgeblendet.
• Die Spiegeloptik kann natürlich bei Umkehrung des Strahlenganges auch zu verkleinernden Abbildungen verwendet werden. Statt für Röntgenstrahlen ist das Prinzip der Spiegeloptik auch für Licht, Schall und andere Strahlenarten anwendbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spiegelsystem für Röntgenstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß als Spiegel vorwiegend Rotationsflächen mit gemeinsamer Rotationsachse benutzt werden. z. Spiegelsystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur annähernd streifend auf die Spiegel fallende Strahlen zur Abbildung dienen. 3. Spiegelsystem nach Anspruch i oder a, dadurch :gekennzeichnet, daß die Abbesche Sinusbedingung mit sehr guter Näherung erfüllt ist. 4. Spiegelsystem nach Anspruch i, z oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß näherungsweise Flächen zweiten Grades als Rotationsflächen benutzt werden. 5. Spiegelsystem nach Anspruch a, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rotationsflächen mindestens ungefähr ,einen Brennpunkt bzw. feinenentsprechendenausgezeichneten Punkt gemeinsam haben. 6. Spiegelsystem nach Anspruch z, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehr als zwei Spiegeln je zwei aufeinanderfolgende Rotationsflächen mindestens ungefähr einen, Brennpunkt bzw. einen entsprechenden ausgezeichneten Punkt gemeinsam haben. 7. Spiegelsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotationsellipsoid bzw. -ein Rotationsparaboloid in Verbindung mit einem Rotationshyperboloid benutzt wird, wobei ein Brennpunkt des Ellipsoids bzw. der im Endlichen liegende Brennpunkt des ParabKoloids mit dem rückseitigen Brennpunkt des Hyperlyoloids mindestens ungefähr zusammenfällt. B. Spiegelsystem nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Bremzpunkte, die nicht mit Brennpunkten anderer Flächen zusaanmenfiallen, die Lage von Gegenstand. und Bild bestimmen, beim Rotationsparaboloid der im Unendlichen liegende Brennpunkt. 9. Spiegelsystem nach Anspruch 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Benutzung von Rotationsellipsoiden und Rotationshyperboloi:den solche großer Exzentrizität gewählt werden. io. Spiegelsystem nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß es als Kondensor für die Bestrahlung mit Röntgenstrahlen dient. i i. Spiegelsystem nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, da@ß nicht zur Abbildung dienende Strahlung durch Blenden ausgeschaltet wird. 12. Röntgenstrahlenabbildungsvorrichtung, insbesondere Röntbgenmikroskop, mit einem Spiegelsystem nach Anspruch i bis i i. 13. Röntgenstrahlenabbildungsvorrichtung, insbesondere Röntgenmikroskop, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da.ß zur Bestrahlung des Objektes eine Röntgenröhre benutzt wird, bei der der Brennfleck auf .einer ke geh- -oder kegelstumpfförmigen Antikathode gebildet wird, die von einer ring- oder zylinderförmigen Glühkathode umgeben ist, wobei zweckmäßig die Innenfläche des Zylinders hochemittierend ist. 14. Abbildungsvorrichtung mit Röntgenstrahlen ,nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bestrahlung des Objektes dienenden weichen Röntgenstrahlen durch Funkenentladungen erzeugt werden. 15. Verwendung des Spiegelsystems nach Anspruch 2 bis i i zur Abbildung oder Bestrahlung mit anderen elektromagnetischen Strahlen als Röntgenstrahlen oder mit Schallstrahlen.