WO2021105021A1

WO2021105021A1 - Bereitstellen eines transienten gitters

Info

Publication number: WO2021105021A1
Application number: PCT/EP2020/082942
Authority: WO
Inventors: Peter Gaal
Original assignee: Forschungsverbund Berlin E.V.
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-06-03
Also published as: DE102019132393A1; DE102019132393B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems. Das Schichtsystem umfasst wenigstens eine optoakustische Wandlerschicht. Das Verfahren weist den Schritt auf: - Beleuchten des Schichtsystems mit einem räumlich periodisch modulierten Strahlungspuls, der eine Pulsdauer im Nanosekundenbereich hat, derart, dass sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch ausdehnt, so dass aufgrund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht an der Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter erzeugt wird.

Description

Bereitstellen eines transienten Gitters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters, ein Schichtsystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters und ein Gitterbereitstellungssystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters. Ferner betrifft die Erfindung ein Röntgenpulsselektiersystem zum Selektieren eines Röntgenpulses aus einer Folge von Röntgenpulsen mit einem Gitterbereitstellungssystem.

Aus US 2018/0019564 A1 ist ein optischer Aufbau zum Erzeugen eines transienten Faser- Bragg-Gitters (engl. Fiber Bragg Gräting) in einem optischen Wellenleiter bekannt. Der optische Aufbau enthält einen ultraschnellen Laser, eine zylindrische Linse und eine Phasenmaske. Der Laser gibt ultraschnelle, hochintensive Pulse ab. Die zylindrische Linse erzeugt aus der vom Laser abgegebenen Strahlung eine fokussierte Linie auf dem optischen Wellenleiter. Die Phasenmaske ist zwischen einer Öffnung und dem optischen Wellenleiter angeordnet. Beugungsmuster, die von der Phasenmaske für jeden Pulse erzeugt werden, interferieren, um Brechungsindexänderungen an Hochintensitätspunkten entlang des Wellenleiters in einer räumlichen Periode zu erzeugen, die durch die Phasenmaske, die Wel- lenlänge und das spezifische Material des Wellenleiters bestimmt ist, so dass die Brechungsindexänderungen umgekehrt werden, wenn die Strahlung aufhört auf den Wellenleiter fokussiert zu sein, wodurch das transiente Bragg-Gitter erzeugt wird. Aus US 5,734,470 ist ein optisches Modulationssystem bekannt, dass es ermöglicht einen einzelnen Lichtstrahl mittels einer Filtermaske so zu modulieren, dass ein räumlich periodisches, zeitabhängiges Anregungsfeld erzeugt wird. Das Feld kann verwendet werden, um ein transientes Gitter in einer Probe anzuregen. An dem transienten Gitter kann ein Sondenstrahl gestreut werden. Messen des gestreuten Sondenstrahl ermöglicht es mechanische, thermische, elektrische und optische Eigenschaften der Probe zu bestimmen.

Ein thermisches transientes Gitter (engl thermal transient grating), in dieser Beschreibung auch als „transientes Gitter“ abgekürzt, bezeichnet eine räumlich periodische, zeitabhängige Deformation der Oberfläche eines Festkörpers. Ein thermisches transientes Gitter kann an der Oberfläche eines Festkörpers erzeugt werden und klingt dann innerhalb einer bestimmten Zeitdauer ab.

Zum Erzeugen eines thermischen transienten Gitters an der Oberfläche eines Festkörpers wird regelmäßig die Oberfläche des Festkörpers mit einem Laserpuls eines Pulslasers beleuchtet. Ein thermisches transientes Gitter kann insbesondere dann an der Oberfläche des Festkörpers erzeugt werden, wenn die von dem Laserpuls in den Festkörper einge- brachte Energie von dem Festkörper absorbiert wird. Die absorbierte Energie führt regelmäßig zu einer thermischen Ausdehnung des Festkörpers. Aufgrund der thermischen Ausdehnung kann an der Oberfläche des Festkörpers ein thermisches transientes Gitter erzeugt werden. Indem die Oberfläche eines Festkörpers mit zeitlich und räumlich aufeinan- derfolgenden Laserpulsen beleuchtet wird, kann wiederholt ein thermisches transientes Gitter an der Oberfläche des Festkörpers erzeugt werden.

Beispielsweise beschreiben M. Sander etal. in „Spatiotemporal Coherent Control of Thermal Excitations in Solids“, Phys. Rev. Lett. 119, 075901 (2017) die Erzeugung eines thermischen transienten Gitters an der Oberfläche eines Schichtsystems mit einer maximalen Oberflächenamplitude von 0,57 nm. Zum Erzeugen des thermischen transienten Gitters wurde das Schichtsystem mit Femtosekunden (fs)-Laserpulsen beleuchtet.

In „Full spatiotemporal control of laser-excited periodic surface deformations“ , Phys. Rev. Applied 12, 024036 (2019) beschreiben J.-E. Pudell etal. die Erzeugung eines thermischen transienten Gitters an der Oberfläche eines Schichtsystems durch Beleuchten der Oberflä- che mit Laserpulsen mit einer Pulsdauer von 1 ,2 Pikosekunden (ps). In „Quantitative disentanglement of coherent and incoherent laser-induced surface defor- mations by time-resolved x-ray reflectivity“, Appl. Phys. Lett. 111 , 261903 (2017), beschreiben Sander et al. die Erzeugung eines thermischen transienten Gitters an der Oberfläche eines Schichtsystems durch Beleuchten der Oberfläche mit Laserpulsen mit einer Puls- dauer von 600 fs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters, ein verbessertes Schichtsystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters und ein verbessertes Gitterbereitstellungssystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters bereitzustellen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde ein verbes- sertes Röntgenpulsselektiersystem zum Selektieren eines Röntgenpulses aus einer Folge von Röntgenpulsen mit einem Gitterbereitstellungssystem bereitzustellen.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems gelöst. Das Schichtsystem umfasst wenigstens eine optoakustische Wandlerschicht. Das Verfahren weist den Schritt auf:

- Beleuchten des Schichtsystems mit einem räumlich periodisch modulierten Strahlungspuls, der eine Pulsdauer im Nanosekundenbereich hat, derart, dass sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch ausdehnt, so dass aufgrund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht an der Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter erzeugt wird.

Im Rahmen dieser Beschreibung ist eine Pulsdauer im Nanosekundenbereich insbesondere eine Pulsdauer zwischen 1 Nanosekunde (ns) und 500 ns, vorzugsweise zwischen 1 ns und 200 ns, 1 ns und 100 ns oder 1 ns und 50 ns, bevorzugt zwischen 5 ns und 15 ns, besonders bevorzugt zwischen 5 ns und 10 ns. Die Pulsdauer des Strahlungspulses be- zieht sich auf die Halbwertsbreite (FWHM) des Strahlungspulses.

Das Verfahren kann auch mit einem Strahlungspuls mit einer längeren Pulsdauer durchgeführt werden, beispielsweise mit einem Strahlungspuls, der eine Pulsdauer hat, die zwischen 100 ns und 500 ns beträgt. Auch Strahlungspulse mit Pulsdauern länger als 500 ns können zum Durchführen des Verfahrens verwendet werden. Jedoch führen längere Puls- dauern typischerweise zu einem Verlust an Schaltgeschwindigkeit. Bei längeren Pulsdauern nimmt zudem in der Regel die Wärmeleitung in der Ebene (engl in-plane) zu, was zu einer Reduzierung der maximalen Oberflächenamplitude führt. Die maximale Oberflächenamplitude entspricht dem senkrecht zur Oberfläche des transienten Gitters gemessenen größten Höhenunterschied zwischen einem lokalen Minimum und einem angrenzenden lokalen Maximum des transienten Gitters. Die Intensitätsverteilung des räumlich periodisch modulierten Strahlungspulses ändert sich periodisch über die räumliche Ausdehnung des Strahlungspulses. Zum Erzeugen des transienten Gitters wird das Schichtsystem also mit einem Strahlungspuls beleuchtet, der eine räumlich periodisch modulierte Intensitätsverteilung hat. Durch die räumlich periodische Intensitätsverteilung des Strahlungspulses ändert sich die in das Schichtsystem einge- brachte Energie entsprechend der Intensitätsverteilung des Strahlungspulses ebenfalls räumlich periodisch. Insbesondere aufgrund der räumlich periodischen Intensitätsverteilung des Strahlungspulses kann an der Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter bereitgestellt werden. Die Periode des räumlich periodisch modulierten Strahlungspulses kann beispielsweise zwischen 2 pm und 10 gm betragen. Die optoakustische Wandlerschicht ist diejenige Schicht des Schichtsystems, in der die von dem Strahlungspuls in das Schichtsystem eingebrachte Energie im Wesentlichen absorbiert wird. Aufgrund der absorbierten Energie dehnt sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch aus, so dass an der Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter bereitgestellt werden kann. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich mehr Wärme in das Schichtsystem eingetragen werden kann, ohne dass das Schichtsystem zerstört wird, als dies mit Strahlungspulsen mit Pulsdauern im Bereich von Piko- oder Femtosekunden möglich ist.

Ein vergleichsweise großer Wärmeeintrag in das Schichtsystem ist möglich, da in die opto- akustische Wandlerschicht eingebrachte Wärme bereits während des Beleuchtens des Schichtsystems mit dem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich an die Umgebung abgegeben und insbesondere in andere Schichten des Schichtsystems transportiert werden kann. Während Wärme aus der optoakustischen Wandlerschicht in andere Schichten des Schichtsystems transportiert wird, kann die optoakustische Wand- lerschicht weiter Energie des Strahlungspulses mit der Pulsdauer im Nanosekundenbereich zerstörungsfrei absorbieren und dadurch die Zeitdauer eines zerstörungsfreien Wärmeeintrags in das Schichtsystem deutlich verlängert werden. Insbesondere kann von der optoakustischen Wandlerschicht absorbierte Wärme in anderen Schichten des Schichtsystems deponiert und so insgesamt eine größere Wärmemenge in das Schichtsystem eingetragen werden, als dies mit Strahlungspulsen mit Pulsdauern im Piko- oder Femtosekun- denbereich möglich ist. Wenn ein Schichtsystem mit Strahlungspulsen mit Pulsdauern im Piko- oder Femtosekun- denbereich beleuchtet wird, liegt die Zerstörschwelle des Schichtsystems regelmäßig bei einer Bestrahlung von ungefähr 50 mJ/cm². Weiterhin verbleibt die absorbierte Energie des Piko- oder Femtosekundenpulses über die gesamte Pulsdauer des Strahlungspulses im Wesentlichen in der optoakustischen Wandlerschicht, d.h., es findet während der Energie- zufuhr durch den Strahlungspuls nahezu kein Wärmetransport in andere Schichten des Schichtsystems statt.

Das Beleuchten des Schichtsystems mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer im Na- nosekundenbereich hat den Vorteil, dass das Schichtsystem auch bei einer Bestrahlung, die deutlich mehr als 50 mJ/cm² beträgt, beispielsweise 100 mJ/cm², oder 130 mJ/cm², nicht zerstört wird. Dadurch, dass mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer im Nano- sekundenbereich eine deutlich größere Bestrahlung des Schichtsystems möglich ist, ohne dass das Schichtsystem zerstört wird, kann ein transientes Gitter mit einer deutlich größeren maximalen Oberflächenamplitude, beispielsweise mit einer maximalen Oberflächenamplitude die zwischen 5 nm und 10 nm beträgt, erzeugt werden. Ein transientes Gitter mit einer maximalen Oberflächenamplitude von einigen Nanometern, beispielsweise 5 nm, ist besonders zum Beugen von Röntgenpulsen geeignet. Dies liegt daran, dass durch Erhöhen der maximalen Oberflächenamplitude eines transienten Gitters auch die Beugungseffizienz für ein Beugen von Röntgenpulsen an dem transienten Gitter erhöht werden kann. Beispielsweise kann durch Erhöhen der maximalen Oberflächenamplitude eine Beugungs- effizienz von bis zu 33% erreicht werden.

Das transiente Gitter kann innerhalb weniger Pikosekunden erzeugt werden und klingt dann typischerweise über die Zeitdauer von einigen 100 Nanosekunden ab. Das transiente Gitter kann auch kontrolliert abgeschaltet werden, indem ein weiteres transientes Gitter durch Beleuchten des Schichtsystems mit einem weiteren Strahlungspuls derart zeitlich versetzt erzeugt wird, dass es mit dem transienten Gitter destruktiv interferiert.

Im Folgenden werden bevorzugten Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen eines transienten Gitters beschrieben. Der Strahlungspuls kann beispielsweise ein Laserpuls sein. Vorzugsweise hat der Strahlungspuls eine Wellenlänge, die zwischen 350 nm und 1600 nm beträgt. Der Strahlungspuls kann auch eine Wellenlänge zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm, haben. Der Strahlungspuls kann eine Pulsenergie von beispiels- weise 0,1 mJ oder mehr, beispielsweise 2 mJ, haben.

Vorzugsweise wird das Schichtsystem in dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Folge von räumlich periodischen Strahlungspulsen mit einer Pulsdauer im Nanosekunden- bereich beleuchtet, so dass an einer Oberfläche des Schichtsystems durch jeden der Strahlungspulse der Pulsfolge jeweils ein transientes Gitter erzeugt wird. Strahlungspulse einer Pulsfolge können beispielsweise mit einer Frequenz von 1 kHz oder höher, insbesondere zwischen 1 kHz und 10 kHz, bereitgestellt werden.

Die optoakustische Wandlerschicht ist bevorzugt von einem Material gebildet, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 1 ^c 10^-6 K^_1 hat. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist bevorzugt ein anisotroper thermischer Ausdehnungskoef- fizient, der in Richtung senkrecht zu derjenigen Oberfläche, an der das transiente Gitter bereitgestellt wird, größer ist, als in eine Richtung parallel zu dieser Oberfläche. Ein höherer thermischer Ausdehnungskoeffizient hat den Vorteil, dass zum Erzeugen eines transienten Gitters mit einer gleich großen maximalen Oberflächenamplitude weniger Energie in das Schichtsystem eingebracht werden braucht und entsprechend bei einer gleichen Menge eingebrachter Energie ein transientes Gitter mit einer größeren maximalen Oberflächenamplitude erzeugt werden kann.

Die optoakustische Wandlerschicht ist bevorzugt wenigstens teilweise von einem Material gebildet, welches einen Absorptionskoeffizienten a hat, der für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm bei Raumtemperatur zwischen 10⁵ 1/m und 2Ί0⁹ 1/m ist und/oder welches eine Eindringtiefe hat, die für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm zwischen 5 nm und einer Schichtdicke der optoakustischen Wandlerschicht, beispielsweise zwischen 10 nm und 200 nm, ist. Wenn der Absorptionskoeffizient der optoakustischen Wandlerschicht zwischen 10⁵ 1/m und 2Ί0⁹ 1/m ist und/oder die Eindringtiefe der optoakustischen Wandlerschicht zwischen 5 nm und einer Schichtdicke der optoakustischen Wandlerschicht ist, wird die Energie des

Strahlungspulses im Wesentlichen in der optoakustischen Wandlerschicht des Schichtsystems absorbiert. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Materialien, von denen andere Schichten des Schichtsystems gebildet sind, einen kleineren Absorptionskoeffizienten haben, der beispielsweise gleich oder kleiner als 10⁵ 1/m ist und/oder eine größere Eindringtiefe haben, die beispielsweise gleich oder größer 1 pm ist.

Das Verfahren kann vorsehen, dass das Schichtsystem mit mehreren zeitlich zueinander versetzten Strahlungspulsen beleuchtet wird. Eine Wiederholrate für die Strahlungspulse kann derart gewählt werden, dass die durch einen der Strahlungspulse induzierte thermische Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht abgeklungen oder zumindest im Wesentlichen abgeklungen ist, bevor das Schichtsystem mit einem folgenden Strahlungspuls beleuchtet wird. Eine derart gewählte Wiederholrate führt dazu, dass ein Aufheizen des Schichtsystems und eine durch das Aufheizen bedingte Zerstörung des Schichtsys- tems vermieden werden kann. Die Wederholrate für die Strahlungspulse kann auch derart gewählt werden, dass das Schichtsystem mit einem weiteren Strahlungspuls beleuchtet wird, während das transiente Gitter noch nicht abgeklungen ist, d.h., bevor eine zuvor induzierte thermische Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht abgeklungen ist, um ein bereits bereitgestelltes transientes Gitter zu verstärken oder zu unterdrücken. Jede der Anregungen mit Strahlungspulsen einer Pulsfolge erzeugt einen thermischen Untergrund, der über eine bestimmte Zeitdauer abklingt, in dem Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Die Wederholrate der Strahlungspulse kann beispielsweise 1 kHz betragen. Eine Wiederholrate von 1 kHz oder weniger hat den Vorteil, dass von einem Strahlungspuls in das Schichtsystem eingetragene Wärme in der Regel vollständig oder wenigs- tens nahezu vollständig an die Umgebung abgegeben wird bevor der nachfolgende Strahlungspuls auf das Schichtsystem trifft und dieses erneut anregt. Bei einer Wiederholrate von 1 kHz oder weniger kann sich das Schichtsystem in der Regel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strahlungspulsen einer Pulsfolge vollständig mechanisch entspannen.

In dem Verfahren können auch Strahlungspulse mit einer Wederholrate bereitgestellt wer- den, die größer als 1 kHz ist. Wiederholraten größer als 1 kHz können dazu führen, dass sich das Schichtsystem aufheizt. Ein Aufheizen des Schichtsystems kann zu einer thermischen Verformung des Schichtsystems führen, die für ein bereitgestelltes transientes Gitter nachteilig sein und insbesondere zu einer Verringerung der Beugungseffizienz eines an dem transienten Gitter gebeugten Röntgenpulses führen kann. Um ein Aufheizen des Schichtsystems trotz einer Wiederholrate größer als 1 kHz zu verhindern, kann das Schichtsystem durch eine geeignete Kühlung gekühlt werden.

Der Strahlungspuls kann eine Bestrahlung von wenigstens 10 mJ/cm² haben. Die Bestrahlung gibt die Strahlungsenergie des Strahlungspulses pro Fläche an. Die Bestrahlung kann auch als Energieflächendichte aufgefasst werden. Der Strahlungspuls kann derart bereitgestellt werden, dass dieser eine Bestrahlung hat, die geringer als eine Zerstörschwelle des Schichtsystems ist. Wenn das Schichtsystem beispielsweise eine Zerstörschwelle von 126 mJ/cm² hat, kann der Strahlungspuls beispielweise mit einer Bestrahlung zwischen 10 mJ/cm² und 125 mJ/cm² bereitgestellt werden, damit das Schichtsystem durch Beleuchten mit dem Strahlungspuls nicht zerstört wird.

Das Beleuchten des Schichtsystems kann derart erfolgen und der Strahlungspuls solche Eigenschaften aufweisen, beispielsweise Pulsenergie und -Intensität, dass eine Eindringtiefe des Strahlungspulses in die optoakustische Wandlerschicht kleiner als eine Schicht- dicke der optoakustischen Wandlerschicht ist.

Der räumlich periodisch modulierte Strahlungspuls kann dadurch erzeugt werden, dass zwei Anregungspulse durch ein Linsensystem auf die Oberfläche des Schichtsystems fokussiert werden und derart miteinander interferieren, dass eine räumlich periodische Intensitätsverteilung des Strahlungspulses erzeugt wird. Das Schichtsystem kann eine Substratschicht aufweisen. Bevorzugt ist eine Substratschicht des Schichtsystems von einem für den Strahlungspuls transparenten Material gebildet. Wenn das Schichtsystem eine für den Strahlungspuls transparente Substratschicht aufweist, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise die Substratschicht mit dem Strahlungspuls beleuchtet, so dass der Strahlungspuls durch die Substratschicht hin- durch in die optoakustische Wandlerschicht eindringt.

Eine transparente Schicht bezeichnet insbesondere eine Schicht, die der Strahlungspuls nahezu ohne Wechselwirkung passieren kann, d.h., es tritt lediglich eine vernachlässigbare Reflektion und Absorption des Strahlungspulses in der transparenten Schicht auf, so dass die Intensität des Strahlungspulses nach dem Passieren der Schicht vorzugsweise um we- niger als 1 % abgenommen hat.

Vorzugsweise ist die Substratschicht so ausgebildet, dass sie dem Schichtsystem mechanische Stabilität verleiht und/oder wenigstens einen Teil der Wärme aufnehmen kann, die von der optoakustischen Wandlerschicht während des Beleuchtens des Schichtsystems mit dem Strahlungspuls in die Substratschicht transportiert wird. Vorzugsweise weist die Substratschicht eine hohe thermische Leitfähigkeit in Richtung senkrecht zur Oberfläche und eine niedrige thermische Leitfähigkeit parallel zur Oberfläche, insbesondere eine höhere thermische Leitfähigkeit in Richtung senkrecht zur Oberfläche an der das transiente Gitter bereitgestellt wird als parallel zu dieser Oberfläche auf. Eine hohe thermische Leitfähigkeit kann 1 W/mK oder mehr, vorzugsweise zwischen 5 W/mK und 100 W/mK, insbesondere zwischen 5 W/mK und 50 W/mK, beispielsweise 10 W/mK bei Betriebstemperatur betragen. Eine niedrige thermische Leitfähigkeit kann beispielsweise unter 1 W/mK bei Betriebstemperatur betragen.

Die Betriebstemperatur liegt typischerweise zwischen 20 K, wenn das Schichtsystem gekühlt wird, beispielweise mit einem Helium (He) Kryostat, und 400 K, wenn das Schichtsystem bei Raumtemperatur mit dem Strahlungspuls beleuchtet wird. Insbesondere wenn keine Kühlung vorgesehen ist, liegt die Betriebstemperatur ungefähr 100 K über der Aus- gangstemperatur. Die Betriebstemperatur bezeichnet die mittlere, transiente Temperatur des Schichtsystems während des Bereitstellens eines transienten Gitters. Insbesondere die am stärksten absorbierende Schicht des Schichtsystems, hier, die optoakustische Wandlerschicht, kann durch ein Beleuchten des Schichtsystems mit dem Strahlungspuls auf eine transiente Temperatur aufgeheizt werden, die deutlich über der Betriebstempera- tur des Schichtsystems liegt. Die transiente Temperatur bezeichnet dabei die Temperatur nach Absorption im absorbierenden Volumen. Beispielsweise kann die transiente Temperatur der optoakustischen Wandlerschicht im Betrieb bis zu 1300 K betragen.

Vorzugsweise weist das Schichtsystem eine isotrope Substratschicht auf. Da die Substratschicht vorzugsweise von einem Material gebildet ist, welches transparent für den Strahlungspuls ist, trifft der Strahlungspuls auch nach dem Passieren der Substratschicht im Wesentlichen mit seiner ursprünglichen Intensität auf die optoakustische Wandlerschicht. Das Beleuchten der optoakustische Wandlerschicht durch die Substratschicht ermöglicht es, dass auf der der Substratschicht abgewandten Seite der optoakustischen Wandlerschicht weitere Schichten angeordnet sein können. Diese können von Materia- lien gebildet sein, die die Energie des Strahlungspulses vollständig oder teilweise absorbieren oder reflektieren können. Beispielsweise kann das Schichtsystem auf der der Substratschicht abgewandten Seite der optoakustischen Wandlerschicht eine Reflektions- schicht, beispielsweise eine Platinschicht aufweisen. Die Reflektionsschicht ermöglicht es eine Reflektion insbesondere von Röntgenpulsen am transienten Gitter zu erhöhen. Vorzugsweise ist die Substratschicht für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparent. Insbesondere wenn die Substratschicht für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparent ist, kann die optoakustische Wandlerschicht durch die Substratschicht hindurch mit dem Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm angeregt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann wenigstens einen der Schritte aufweisen:

- Beleuchten des Schichtsystems mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls, derart, dass ein konstruktiv mit dem transienten Gitter interferierendes weiteres transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems erzeugt wird, so dass das transiente Gitter verstärkt wird, oder

- Beleuchten des Schichtsystems mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls, derart, dass ein destruktiv mit dem transienten Gitter interferierendes weiteres transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems erzeugt wird, so dass das transiente Gitter unterdrückt wird. Ein Verstärken des transienten Gitters bezeichnet eine Zunahme der maximalen Oberflächenamplitude des transienten Gitters aufgrund der konstruktiven Interferenz mit dem weiteren transienten Gitter.

Ein Unterdrücken umfasst eine Abschwächung der maximalen Oberflächenamplitude des transienten Gitters und auch eine vollständige Auslöschung des transienten Gitters auf- grund der destruktiven Interferenz mit dem weiteren transienten Gitter.

In manchen Ausführungsvarianten weist das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt auf:

- Kühlen des Schichtsystems, derart, dass eine langreichweitige thermische Verformung insbesondere an der Oberfläche des Schichtsystems verringert wird.

Unter einer langreichweitigen thermischen Verformung ist eine Verformung zu verstehen, deren Halbwertsbreite um ein Vielfaches größer ist als eine Gitterperiode des transienten Gitters. Die Halbwertsbreite der langreichweitigen thermischen Verformung kann beispielsweise wenigstens 10 Mal größer sein, als die Gitterperiode des transienten Gitters.

Insbesondere kann ein Kühlen derjenigen Oberfläche des Schichtsystems, an der das transienten Gitter bereitgestellt wird, von Vorteil sein. Zum Kühlen des Schichtsystems kann beispielsweise ein Gas, wie zum Beispiel Stickstoffgas verwendet werden. Das Stickstoffgas kann beispielsweise mit Raumtemperatur auf die Oberfläche des Schichtsystems geführt werden, um die Oberfläche zu kühlen. Zum Kühlen des Schichtsystems kann auch Stickstoffgas mit einer Temperatur unterhalb der Raumtemperatur verwendet werden. Beispielsweise kann ein Stickstoffgas auf eine bestimmte Temperatur unterhalb der Raumtemperatur gekühlt und dann zum Kühlen des Schichtsystems verwendet werden.

Das Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters kann besonders vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen kombiniert werden.

Im Rahmen dieser Beschreibung haben Röntgenpulse eine Energie von mehr als 10 eV, beispielsweise von mehr als 100 eV und insbesondere von mehr als 5 keV. Röntgenpulse werden von einer Röntgenquelle bereitgestellt, beispielsweise einem Synchrotron, einem Freie-Elektronen-Laser, oder einer Plasma- oder einer Laser-Plasma-Röntgenquelle. Ein Röntgenpuls kann eine endliche Bandbreite DE/E haben, beispielweise 10^-4 < DE/E < 0,5.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen umfasst die Schritte:

- Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen

Verfahrens zum Bereitstellen eines transienten Gitters, und

- Beleuchten der Oberfläche des Schichtsystems mit Röntgenpulsen der Folge von Röntgenpulsen unter einem Einfallswinkel, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist. In dem Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen wird das transiente Gitter insbesondere derart an der Oberfläche des Schichtsystems bereitgestellt, dass an dem transienten Gitter selektiv wenigstens einer der auf die Oberfläche auftreffenden Röntgenpulse gebeugt werden kann.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass einzelne Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgen- pulsen durch Beugen an dem transienten Gitter selektiert werden können. Das transiente Gitter kann derart bereitgestellt werden, dass dessen Eigenschaften, z.B. die maximale Oberflächenamplitude, die Gitterperiode, der Zeitpunkt des Erzeugens des Gitters und auch das Abschalten des Gitters durch destruktive Interferenz mit einem weiteren transienten Gitter, auf die Eigenschaften der bereitgestellten Röntgenpulse, beispielsweise deren Röntgenpulsdauer oder deren zeitlichen und räumlichen Abstand, abgestimmt sind. Zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus der Folge von Röntgenpulsen wird das transiente Gitter kontrolliert erzeugt und abgeschaltet. Während das transiente Gitter bereitgestellt ist, können Röntgenpulse an dem transienten Gitter gebeugt werden. Wenn kein transientes Gitter bereitgestellt ist, werden die auf das Schichtsystem treffenden Rönt- genpulse der Folge von Röntgenpulsen an der Oberfläche des Schichtsystems unter einem Reflexionswinkel reflektiert. In der Regel ist der Beugungswinkel unterschiedlich zu dem Reflexionswinkel, sodass reflektierte Röntgenpulse und gebeugte Röntgenpulse voneinander getrennt und unterschieden werden können. Es ist auch möglich eine Blende zu verwenden, die so angeordnet ist, dass sie unter dem Reflexionswinkel reflektierte Rönt- genpulse blockt und unter dem Beugungswinkel gebeugte Röntgenpulse passieren lässt, so dass gebeugte Röntgenpulse mit einem hinter der Blende positionierten Detektor de- tektiert werden können. Das Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen ist insbesondere dazu geeignet einen einzelnen Röntgenpuls aus der Folge von Röntgenpulsen zu selektieren. Ein einzelner Röntgenpuls kann beispielsweise selektiert werden, indem ein oder mehrere dem Röntgenpuls vorausgehende Röntgenpulse und ein oder mehrere dem Röntgenpuls nachfolgende Röntgenpulse an der Oberfläche reflektiert werden, wohingegen der zu selektierende Röntgenpuls an dem transienten Gitter unter einem unterschiedlichen Winkel gebeugt wird.

Vorzugsweise wird das Schichtsystem zum Bereitstellen des transienten Gitters mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer zwischen 5 ns und 10 ns beleuchtet. Ein Beleuchten des Schichtsystems mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer zwischen 5 ns und 10 ns hat den Vorteil, dass die Zerstörschwelle des Schichtsystems nicht überschritten wird. Gleichzeitig ist der zeitliche Abstand der Röntgenpulse, die von einem Synchrotron bereitgestellt werden, typischerweise lang genug, um einen einzelnen von den Röntgenpulsen zu selektieren.

In dem Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen kann nach einer definierten Zeitdauer nach einem Erzeugen des transienten Gitters ein weiteres transientes Gitter erzeugt werden, welches mit dem bereitgestellten transienten Gitter destruktiv interferiert, so dass das bereitgestellte transiente Gitter unter- drückt wird. Durch das Unterdrücken kann das transiente Gitter abgeschaltet werden, d.h., das transiente Gitter hat in diesem Fall eine so geringe Amplitude, dass nur eine vernachlässigbare Beugung erzeugt wird. Die definierte Zeitdauer kann auf die zeitlichen und räumlichen Röntgenpulsabstände bereitgestellter Röntgenpulse angepasst sein, so dass einer oder mehrere Röntgenpulse einer Röntgenpulsfolge selektiv am transienten Gitter gebeugt werden können. Dies ermöglicht es den einen oder die mehreren Röntgenpulse zu selektieren. Hinsichtlich des Schichtsystems wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Schichtsystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche des Schichtsystems gelöst. Das Schichtsystem umfasst wenigstens eine Substratschicht, eine optoakus- tische Wandlerschicht, eine Wärmeschutzschicht und eine Reflektionsschicht. Vorzugsweise sind die Schichten des Schichtsystems in der Reihenfolge Substratschicht, opto- akustische Wandlerschicht, Wärmeschutzschicht, Reflektionsschicht angeordnet. Die Substratschicht ist von einem Material gebildet, welches wenigstens für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm, zum Beispiel zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm, transparent ist. Die optoakustische Wandlerschicht ist von einem Material gebildet, welches einen thermischen Ausdehnungs- koeffizienten von mindestens 1 ^c 10^-6 K^_1 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche hat. Die Reflektionsschicht ist zum Erhöhen eines Grenzwinkels der Totalreflexion einer auf die Reflektionsschicht treffenden Strahlung ausgebildet. Bevorzugt bildet eine Oberfläche der Reflektionsschicht diejenige Oberfläche des Schichtsystems, an der das transiente Gitter bereitgestellt werden kann. Die Wärmeschutzschicht ist von einem Material gebildet, wel- ches wenigstens für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm, zum Beispiel zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm, transparent ist. Die Wärmeschutzschicht ist zwischen der optoakustischen Wandlerschicht und der Reflektionsschicht angeordnet.

In dem Schichtsystem erfüllt die Wärmeschutzschicht die Funktion einen schnellen Wär- metransport von Energie aus der optoakustischen Wandlerschicht in anderen Schichten des Schichtsystems zu ermöglichen, so dass die optoakustische Wandlerschicht zerstörungsfrei die Energie des Strahlungspulses absorbieren und die Wärme an die anderen Schichten des Schichtsystems abgeben kann.

Das Schichtsystem kann insbesondere in einem Verfahren zum Erzeugen eines transien- ten Gitters und in einem Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen verwendet werden. In den Verfahren wird das Schichtsystem vorzugsweise von der Seite der Substratschicht aus beleuchtet, d.h. die optoakustische Wandlerschicht wird vorzugsweise durch die Substratschicht hindurch beleuchtet. Eine Oberfläche der Substratschicht kann eine Außenoberfläche des Schichtsystems bilden und mit dem Strahlungspuls beleuchtet werden. Das transiente Gitter wird vorzugsweise aufgrund einer thermischen Ausdehnung deroptoakus- tischen Wandlerschicht an der Oberfläche der Reflektionsschicht bereitgestellt. Die Oberfläche der Reflektionsschicht bildet dann diejenige Oberfläche des Schichtsystems, an der das transiente Gitter bereitgestellt wird. Zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulse wird bevorzugt die Reflektionsschicht mit den Röntgenpulsen beleuchtet, sodass Röntgenpulse an dem bereitgestellten transienten Gitter gebeugt oder an der Oberfläche der Reflektionsschicht reflektiert werden können. Der Einfallswinkel der Röntgenpulse auf die Oberfläche der Reflektionsschicht ist vorzugsweise so gewählt, dass dieser kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion der Röntgenpulse ist, sodass ein auftreffender Röntgenpuls nahezu vollständig an der Oberfläche der Reflek- tionsschicht reflektiert wird.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schichtsystems beschrieben.

Vorzugsweise weist die Substratschicht eine hohe thermische Leitfähigkeit auf und/oder eine höhere thermische Leitfähigkeit senkrecht zur Reflektionsschicht als parallel zur Re- flektionsschicht auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Substratschicht vorzugsweise eine Dicke von mehr als 1 pm haben. Die Substratschicht kann beispielsweise zwischen 1 mhi und 1000 mhi dick sein. Die Substratschicht kann beispielsweise DySc03, NdGa03 oder SrTi03 enthalten.

Vorzugsweise hat das Material von dem die optoakustische Wandlerschicht gebildet ist, bei einer Bestrahlung mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbe- reich, insbesondere mit einer Pulsdauer von 10 ns, eine Zerstörschwelle von über 50 mJ/cm². Zusätzlich oder alternativ kann die optoakustische Wandlerschicht eine Dicke haben, die zwischen 10 nm und 200 nm beträgt. Bevorzugt ist die optoakustische Wandlerschicht in dem Schichtsystem derart angeordnet, dass ein Abstand zwischen der optoakus- tischen Wandlerschicht und derjenigen Oberfläche des Schichtsystems, an der das transiente Gitter bereitgestellt wird, weniger als 500 nm beträgt. Ein Abstand von weniger als 500 nm hat den Vorteil, dass die Reichweite der thermischen Ausdehnung der optoakusti- schen Wandlerschicht ausreichend ist, um mit einem Strahlungspuls im Nanosekundenbe- reich ein transientes Gitter mit einer maximalen Oberflächenamplitude zwischen 5 nm und 10 nm zu erzeugen. Die optoakustische Wandlerschicht kann beispielsweise SrRuC oder LaxSri-xMnC>3 mit 0 < x < 0,3 enthalten.

Die Wärmeschutzschicht weist vorzugsweise eine hohe thermische Leitfähigkeit auf und/oder eine höhere thermische Leitfähigkeit senkrecht zur Reflektionsschicht als parallel zur Reflektionsschicht auf. Eine hohe thermische Leitfähigkeit bezeichnet insbesondere eine thermische Leitfähigkeit von mehr als 1 W/(m K), beispielsweise 15 W/mK oder 20 W/mK, bei Betriebstemperatur. Zusätzlich oder alternativ kann die Wärmeschutzschicht eine Dicke von 10 nm oder mehr haben. Die Wärmeschutzschicht ist bevorzugt zwischen 10 nm und 500 nm dick. Eine größere Dicke der Wärmeschutzschicht kann dazu führen, dass für ein Erzeugen des transienten Gitters aufgrund einer thermischen Ausdehnung der optoakusti- schen Wandlerschicht vergleichsweise mehr Zeit benötigt wird. Die Wärmeschutzschicht kann eine Dicke haben, die zwischen 10 nm und 200 nm beträgt. Die Wärmeschutzschicht kann beispielsweise SrTiC>3 oder LaAIC>3 enthalten.

Die Reflektionsschicht hat bevorzugt eine Oberflächenrauigkeit von 0,5 nm oder weniger und/oder ist von einem Material mit einer Dichte von 15 g/cm³ oder mehr gebildet. Zusätzlich oder alternativ kann die Reflektionsschicht eine Dicke von 2 nm oder mehr haben. Die Reflektionsschicht kann beispielsweise zwischen 2 nm und 500 nm dick sein. Vorzugsweise enthält die Reflektionsschicht Pt. Die Reflektionsschicht ist vorzugsweise ausgebildet, den Grenzwinkel der Totalreflexion von auf die Reflektionsschicht auftreffenden Rönt- genpulsen zu erhöhen.

In manchen Ausführungsformen weist das erfindungsgemäße Schichtsystem eine elektrische Mikroleitungsschicht zum Bereitstellen des transienten Gitters und eine weitere Wärmeschutzschicht auf. Die Mikroleitungsschicht weist mehrere erste Bereiche und mehrere zwischen den ersten Bereichen angeordnete zweite Bereiche auf. Die ersten Bereiche ent- halten ein Material, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 1 x 10^-6 K^_1 in der Richtung senkrecht zu derjenigen Oberfläche des Schichtsystems, an der das transiente Gitter bereitgestellt wird, hat. Die zweiten Bereiche enthalten ein für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm, zum Beispiel zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm, transparentes Ma- terial.

Die weitere Wärmeschutzschicht ist vorzugsweise für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm, zum Beispiel zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm, transparent. Die weitere Wärmeschutzschicht ist vorzugweise zwischen der Wärmeschutzschicht und der Reflektionsschicht angeordnet.

Wenn das Schichtsystem eine elektrische Mikroleitungsschicht und eine weitere Wärme- Schutzschicht aufweist, ist die elektrische Mikroleitungsschicht vorzugsweise zwischen der Wärmeschutzschicht und der weiteren Wärmeschutzschicht angeordnet. Die weitere Wärmeschutzschicht dient insbesondere dazu, einen Abstand zwischen der elektrischen Mikroleitungsschicht und der Reflektionsschicht herzustellen. Die weitere Wärmeschutzschicht hat vorzugsweise eine Dicke, die so bemessen ist, dass Röntgenpulse, die unter einem Einfallswinkel, der kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, auf die Oberfläche des Schichtsystems treffen, nicht an der elektrischen Mikroleitungsschicht gebeugt oder reflektiert werden. Dies ermöglicht es unter dem Totalreflexionswinkel einfallende Röntgenpulse ohne Wechselwirkung mit den Streifenleitungen an der Reflektionsschicht zu beugen.

Vorzugsweise sind innerhalb der elektrischen Mikroleitungsschicht jeweils abwechselnd erste und zweite Bereiche angeordnet. Die ersten und/oder zweiten Bereiche können von einer Seite zur anderen Seite der elektrischen Mikroleitungsschicht durchgängig sein. Bevorzugt, sind die ersten Bereiche durchgängig und an einem Rand der elektrischen Mikroleitungsschicht miteinander verbunden, so dass wenigstens einige der zweiten Bereiche in diesem Fall nicht durchgängig sind. An der Oberfläche eines Schichtsystems mit einer elektrischen Mikroleitungsschicht kann ein transientes Gitter durch Beleuchten des Schichtsystems mit einem Strahlungspuls und/oder durch elektrisches Anregen mittels der Mikroleitungsschicht erfolgen. Es ist auch möglich Eigenschaften eines durch Beleuchten mit einem Strahlungspuls erzeugtes transientes Gitter mittels der Mikroleitungsschicht zu kontrollieren oder Eigenschaften eines mittels der Mikroleitungsschicht angeregten transienten Gitters durch Beleuchten mit einem Strahlungspuls zu kontrollieren. Beispielsweise kann ein transientes Gitter durch Beleuchten des Schichtsystems mit einem Strahlungspuls erzeugt werden und Eigenschaften des transienten Gitters, wie z.B. dessen zeitliche Periode, durch elektrische Anregung mittels der Mikroleitungsschicht moduliert werden. Die Substratschicht und/oder wenigstens eine Wärmeschutzschicht des Schichtsystems können von einem piezoelektrischen Material gebildet sein. Das piezoelektrische Material, von dem die Wärmeschutzschicht gebildet ist, kann beispielsweise (Ka,Na)NbO_x (KNNO) aufweisen und das piezoelektrische Material, von dem die Substratschicht gebildet ist, kann beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) aufweisen.

Das Schichtsystem mit einer Mikroleitungsschicht hat den Vorteil, dass eine elektrische Anregung des transienten Gitters möglich ist. Insbesondere können mit einer Mikrolei- tungsschicht variable Schaltzeiten von mehr als 500 ns erreicht werden. Durch optische Anregung mit einem Strahlungspuls können insbesondere kurze Schaltzeiten zwischen 100 ns und 500 ns realisiert werden. Durch Kombination von elektrischer Anregung und optischer Anregung können variable Schaltzeiten über ein vergleichsweise großes Zeitintervall realisiert werden. Eine elektrische Anregung des transienten Gitters mittels der Mikroleitungsschicht kann auf verschiedene Weisen realisiert werden.

Zum Beispiel kann eine thermische Ausdehnung durch einen durch die Mikroleitungsschicht bereitgestellten Strompuls erreicht werden. Auf diese Weise können Schaltzeiten von 500 ns bis einige ps erreicht werden. Eine thermische Ausdehnung kann insbesondere durch Beaufschlagen der Mikroleitungsschicht mit einer Gleichspannung erzielt werden.

Mit der Mikroleitungsschicht kann auch eine piezoelektrische Anregung akustischer Oberflächenwellen (engl surface acoustic waves) erreicht werden. Eine piezoelektrische Anregung akustischer Oberflächenwellen hat den Vorteil, dass auch kurze Schaltzeiten von beispielsweise 100 ns oder weniger erreicht werden können. Insbesondere wenn mittels der Mikroleitungsschicht durch piezoelektrische Anregung akustische Oberflächenwellen erzeugt werden sollen, ist es von Vorteil, wenn die Substratschicht und/oder die Wärmeschutzschicht ein piezoelektrisches Material aufweisen, z.B. KNNO als Wärmeschutzschicht und/oder PZT als Substratschicht. Eine piezoelektrische Anregung akustischer Oberflächenwellen kann insbesondere durch Beaufschlagen der Mikroleitungsschicht mit einer Hochfrequenz (HF)-Spannung erreicht werden.

Eine elektrische Mikroleitungsschicht des Schichtsystems kann derart ausgebildet sein, dass die ersten Bereiche der elektrischen Mikroleitungsschicht SrRu03 oder LaxSn-_xMn03 mit 0 < x < 0,3 enthalten, und die zweiten Bereiche der elektrischen Mikroleitungsschicht SrTi03 oder LaAI03 enthalten. Die ersten Bereiche der elektrischen Mikroleitungsschicht enthalten vorzugsweise parallel zueinander angeordnete elektrische Streifenleitungen. Die ersten Bereiche der elektrischen Mikroleitungsschicht können auch parallel zueinander angeordnete elektrische Streifenleitungen bilden. Die Streifenleitungen können eine Dicke zwischen 10 nm und 200 nm und eine Breite zwischen 2 pm und 10 gm haben. Die zweiten Bereiche haben vorzugsweise eine auf die Breite der elektrischen Streifenleitungen angepasste Breite zwischen 2 pm und 10 pm. Vorzugsweise haben die Streifenleitungen jeweils dieselbe Breite und Dicke und sind innerhalb der Mikroleitungsschicht jeweils parallel zu den anderen Streifenleitungen angeordnet. In einer elektrischen Mikroleitungsschicht mit parallel zuei- nander angeordneten elektrischen Streifenleitungen hat vorzugsweise jede der Streifenleitungen jeweils den gleichen Abstand zu ihren unmittelbar benachbarten parallel angeordneten Streifenleitungen. Die ersten Bereiche können durchgängig und am Rand der elektrischen Mikroleitungsschicht miteinander verbunden sein. In diesem Fall sind zumindest einige der zweiten Bereiche nicht durchgängig. Bevorzugt haben die zwischen den ersten Bereichen angeordneten zweiten Bereiche jeweils dieselbe Breite und Dicke, so dass der Abstand zwischen unmittelbar benachbarten ersten Bereichen der Mikroleitungsschicht konstant ist. Bevorzugt haben die ersten und zweiten Bereiche dieselbe Dicke. Insbesondere bevorzugt haben alle ersten Bereiche dieselbe Breite und alle zweiten Bereiche dieselbe Breite, wobei die Breite der ersten Bereiche unterschiedlich zu der Breite der zweiten Bereiche sein kann. Für die Bestimmung der Dicke und Breite von ersten und zweiten Bereichen und deren Anordnung innerhalb der Mikroleitungsschicht sind die üblichen Fertigungstoleranzen zu berücksichtigen.

Hinsichtlich des Gitterbereitstellungssystems wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Gitterbereitstellungssystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters gelöst, welches ein Schichtsystem und eine Strahlungsquelle aufweist. Das Schichtsystem des Gitterbereitstellungssystems weist wenigstens eine optoakustischen Wandlerschicht auf. Das Schichtsystem des Gitterbereitstellungssystems kann insbesondere gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schichtsystems zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche des Schichtsystems ausgebildet sein. Die Strahlungsquelle ist ausgebildet, räumlich periodische Strahlungspulse mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich zu erzeugen mit denen das Schichtsystem derart beleuchtet werden kann, dass sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch ausdehnt, so dass aufgrund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht an einer Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter erzeugt wird. Die Strahlungsquelle kann ein Laser sein, der ausgebildet ist, Strahlungspulse in Form von Laserpulsen zu erzeugen. Ein Laser als Strahlungsquelle ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine hohe laterale Kohärenz benötigt wird, um einen räumlich periodisch modulierten Strahlungspuls bereitzustellen. Insbesondere wenn das Schichtsystem eine elektri- sehe Mikroleitungsschicht aufweist kann auch eine andere Strahlungsquelle als ein Laser, beispielsweise eine starke, gepulste Laserdiode, verwendet werden, da der räumlich modulierte Strahlungspuls und insbesondere die räumliche Modulation des Absorptionsprofils durch die elektrische Mikroleitungsschicht, z.B. mit Streifenleitungen, erzeugt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Gitterbereitstellungssystem kann unter anderem das erfin- dungsgemäße Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters durchgeführt werden.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gitterbereitstellungssystems beschrieben.

Optional kann das Gitterbereitstellungssystem ein Michelson-Interferometer aufweisen, das vorzugsweise so ausgebildet und zwischen Strahlungsquelle und Schichtsystem an- geordnet ist, dass von der Strahlungsquelle erzeugte Strahlungspulse derart geteilt werden können, dass mit diesen geteilten Strahlungspulsen an der Oberfläche des Schichtsystems zeitlich und/oder räumlich zueinander versetzt zwei transiente Gitter erzeugt werden können, die destruktiv oder konstruktiv miteinander interferieren, um das transiente Gitter zu verstärken oder zu unterdrücken. Insbesondere kann das Michelson-Interferometer so aus- gebildet sein, dass mit diesem die Polarisation der jeweiligen Strahlungspulse eingestellt werden kann. Durch gezieltes Einstellen der Polarisation der jeweiligen Strahlungspulse kann insbesondere die räumliche Phasenverschiebung zwischen nacheinander bereitgestellten transienten Gittern eingestellt werden.

Zusätzlich oder alternativ kann das Gitterbereitstellungssystem ein Kühlsystem zum Küh- len des Schichtsystems aufweisen. Mit einem Kühlsystem kann ein Aufheizen des Schichtsystems reduziert oder verhindert werden, insbesondere dann, wenn das Schichtsystem mit einer Vielzahl von Strahlungspulsen beleuchtet wird. Mit einem Kühlsystem ist es insbesondere möglich, eine langreichweitige thermische Verformung des Schichtsystems zu unterdrücken. Durch Kühlen des Schichtsystems mit einem Kühlsystem kann die Beu- gungseffizienz für ein Beugen von Röntgenpulsen an dem transienten Gitter um mehr als eine Größenordnung erhöht werden. Hinsichtlich des Röntgenpulsselektiersystems wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Röntgenpulsselektiersystem gelöst, welches das erfindungsgemäße Gitterbereitstellungssystem gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten aufweist. Das Röntgenpulsselektiersystem weist zusätzlich eine Röntgenquelle zum Erzeugen einer Folge von Röntgenpulse auf. Die Röntgenquelle ist vorzugsweise ein Synchrotron. Synchrotrons arbeiten heutzutage regelmäßig im Bereich harter Röntgenstrahlung, d.h., es werden Röntgenpulse mit einer Energie von 5 keV oder mehr, z.B. bis zu 100 keV, bereitgestellt. Es gibt aber auch Synchrotrons die im Bereich weicher Röntgenstrahlung arbeiten, d.h., ab 10 eV. Bevorzugt ist die Röntgenquelle des Röntgenpulsselektiersystems ausge- bildet, Röntgenstrahlung in einem Energiebereich bereitzustellen, der zwischen 10 eV und 100 keV liegt. Der Energiebereich kann den gesamten Bereich von 10 eV bis 100 keV oder auch nur einen Teilenergiebereich umfassen, der zwischen 10 eV und 100 keV liegt. Beispielsweise können von einem Synchrotron bereitgestellte Röntgenpulse eine Pulsdauer haben, die 100 ps beträgt. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Röntgenpulsen kann beispielsweise 100 ns betragen. Sowohl die Pulsdauer der Röntgenpulse als auch der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Röntgenpulsen kann bei einem Synchrotron eingestellt werden. Insbesondere die Energie der Röntgenpulse kann von einem Nutzer eines Synchrotrons direkt für ein von dem Nutzer verwendetes Strahlrohr des Synchrotrons durch justieren entsprechender Optiken eingestellt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Röntgenpulsselektiersystem können insbesondere die Pulsdauer bereitgestellter Röntgenpulse und/oder der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Röntgenpulsen eingestellt werden. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Röntgenpulsen kann beispielsweise eingestellt werden, indem kontrolliert einige Röntgenpulse, z.B. jeder zweite Röntgenpuls, aus der Folge von Röntgenpulsen selektiert werden. Die Pulsdauer der Röntgenpulse kann beispielsweise durch kontrolliertes Ein- und Abschalten des transienten Gitters eingestellt werden.

Das Schichtsystem des Gitterbereitstellungssystems ist so in Bezug zur Röntgenquelle angeordnet, dass von der Röntgenquelle erzeugte Röntgenpulse der Folge von Röntgenpulsen unter einem Einfallswinkel, der kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, auf die Oberfläche des Schichtsystems treffen. Das Gitterbereitstellungssystem ist ausgebildet das transiente Gitter derart an der Oberfläche des Schichtsystems bereitzustellen, dass an dem transienten Gitter selektiv einer oder mehrere der auf die Oberfläche auftreffenden Röntgenpulse gebeugt werden können. Mit dem erfindungsgemäßen Röntgenpulsselektiersystems kann unter anderem das erfindungsgemäße Verfahren zum Selektieren eines Röntgenpulses von einer Folge von Röntgenpulsen durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Röntgenpulsselektiersystem ermöglich es einen oder mehrere Röntgenpulse einer Folge von Röntgenpulsen zu selektieren.

Das erfindungsgemäße Röntgenpulsselektiersystem zeichnet sich dadurch aus, dass ein transientes Gitter flexibel bereitgestellt und somit an die Besonderheiten verschiedener Röntgenquellen angepasst werden kann. Es können beispielsweise die Gitterperiode oder Schaltzeiten (Erzeugen und Unterdrücken des Gitters) entsprechend der verwendeten Röntgenquelle flexibel angepasst werden. Insbesondere kann die Wiederholrate einer Strahlungsquelle an die Wiederholrate einer Röntgenquelle angepasst und somit die Erzeugung des transienten Gitters mit der Wiederholrate bereitgestellter Röntgenpulse der Röntgenquelle synchronisiert werden.

Das Röntgenpulsselektiersystem kann eine Blende umfassen, die so angeordnet ist, dass mit der Blende ein reflektierter Röntgenpuls geblockt und ein an dem transienten Gitter gebeugter Röntgenpuls mit einem hinter der Blende angeordneten Detektor detektiert werden kann.

Das Röntgenpulsselektiersystem kann auch einen Analysatorkristall umfassen, mit dem über die Bragg-Bedingung eine bestimmte Reflektionsrichtung ausgewählt werden kann. Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen in Bezug auf die Figuren näher beschrieben werden. Von den Figuren zeigt:

Fig. 1 : ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems;

Fig. 2: ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen;

Fig. 3: ein Schichtsystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche des Schichtsystems in einer Seitenansicht; Fig. 4: ein Schichtsystem mit einer elektrischen Mikroleitungsschicht zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche des Schichtsystems in einer Schnittdarstellung durch das Schichtsystem senkrecht zu derjenigen Oberfläche des Schichtsystems, an der das transiente Gitter bereitgestellt werden kann;

Fig. 5: die elektrische Mikroleitungsschicht des in Fig. 4 gezeigten Schichtsystems in einer Schnittdarstellung durch die elektrische Mikroleitungsschicht parallel zu derjenigen Oberfläche des Schichtsystems, an der das transiente Gitter bereitgestellt werden kann; Fig. 6: eine schematisch dargestellte elektrische Mikroleitungsschicht mit Kontakten;

Fig. 7a: ein Gitterbereitstellungssystem zum Bereitstellen eines transienten Gitters;

Fig. 7b: die Anordnung optischer Bauelemente des in Bezug auf Fig. 7a beschriebenen Gitterbereitstellungssystems in einer um die Strahlachse um 90° gedrehten Ansicht; Fig. 8: ein Röntgenpulsselektiersystem zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen;

Fig. 9: die Intensitätsverteilung eines räumlich periodisch modulierten Strahlungspulses; und

Fig. 10: zeitaufgelöste Röntgenreflektivitätskurven von einem transienten Gitter, welches aufgrund optischer Anregung mit einem Strahlungspuls erzeugt wurde.

Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems. Das Schichtsystem umfasst wenigstens eine optoakustische Wandlerschicht. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die optoakus- tische Wandlerschicht aus SrRuOs. In anderen Ausführungsbeispielen kann die optoakus- tische Wandlerschicht auch SrRuOs oder LaxSn-_xMn03 mit 0 < x < 0,3 enthalten.

In dem optionalen Schritt S1 wird das Schichtsystem derart gekühlt, dass eine langreich- weitige thermische Verformung an der Oberfläche des Schichtsystems verringert wird. Insbesondere kann durch Kühlen ein Aufheizen des Schichtsystems verhindert werden. Schritt S2 und Schritt S3 oder S4 werden bevorzugt während eines Kühlens des Schichtsystems ausgeführt. Schritt S1 kann beispielsweise über die gesamte Zeitdauer des Verfahrens ausgeführt werden und insbesondere während das Schichtsystem mit einem räumlich periodisch modulierten Strahlungspuls beleuchtet (Schritt S2) wird. In Schritt S2 des Verfahrens wird das Schichtsystem mit einem räumlich periodisch modulierten Strahlungspuls beleuchtet. Der Strahlungspuls hat eine Pulsdauer von 10 ns. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Strahlungspuls auch eine andere Pulsdauer im Na- nosekundenbereich haben. Das Schichtsystem wird derart mit dem Strahlungspuls beleuchtet, dass sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch ausdehnt, so dass auf- grund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht an der Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter erzeugt wird.

Insbesondere dann, wenn das Schichtsystem eine Substratschicht aufweist, die von einem für den Strahlungspuls transparenten Material gebildet ist, wird vorzugsweise die Substratschicht des Schichtsystems mit dem Strahlungspuls beleuchtet. Der Strahlungspuls dringt dann durch die Substratschicht hindurch in die optoakustische Wandlerschicht ein. Die Energie des Strahlungspulses wird im Wesentlichen in der optoakustischen Wandlerschicht absorbiert. Wärme kann von der optoakustischen Wandlerschicht in die Substratschicht transportiert werden und die optoakustische Wandlerschicht weitere Energie des Strahlungspulses während der Zeitdauer des Beleuchtens mit dem Strahlungspuls aufneh- men. Insgesamt kann dann eine vergleichsweise große Menge der Energie des Strahlungspulses in dem Schichtsystem deponiert werden, ohne dass das Schichtsystem zerstört wird.

Wenn das transiente Gitters erzeugt ist, kann das Schichtsystem mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls beleuchtet werden.

In dem optionalen Schritt S3 wird das Schichtsystem, derart mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls beleuchtet, dass ein konstruktiv mit dem transienten Gitter interferierendes weiteres transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems erzeugt wird. Das transiente Gitter wird dann verstärkt. Durch Verstärken des transienten Gitters mit einem konstruktiv mit dem transienten Gitter interferierenden weiteren transienten Gitter kann insbesondere die maximale Oberflächenamplitude des transienten Gitters erhöht werden. Ein Erhöhen der maximalen Oberflächenamplitude des transienten Gitters hat den Vorteil, dass die Beugungseffizienz für ein Beugen von Röntgenpulsen an dem transienten Gitter regelmäßig ebenfalls erhöht wird.

Alternativzu Schritt S3 kann das Schichtsystem in einem ebenfalls optionalen Schritt S4 auch mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls beleuchtet werden, sodass ein destruktiv mit dem transienten Gitter interferierendes weiteres transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems erzeugt wird. Das transiente Gitter wird dann unterdrückt. Durch das Erzeugen eines destruktiv mit dem transienten Gitter interferierenden weiteren transienten Gitters kann das transiente Gitter kontrolliert unterdrückt werden, so dass auf die Oberfläche des Schichtsys- tems auftreffende Röntgenpulse nicht am transienten Gitter gebeugt, sondern an der Oberfläche reflektiert werden. Durch gezieltes Erzeugen und Unterdrücken des transienten Gitters können kontrolliert einzelne oder mehrere Röntgenpulse einer Folge von Röntgenpulsen selektiert werden.

Mit Strahlungspulsen mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich kann ein transientes Gitter mit einer maximalen Oberflächenamplitude erzeugt werden, die zwischen 5 nm und 10 nm beträgt. Die Gitterperiode eines solchen Gitters kann zwischen 2 pm und 10 gm liegen.

Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen. Das in Bezug auf Figur 2 beschriebene Verfahren kann mit demselben Schichtsystem durchgeführt werden, mit dem das in Bezug auf Figur 1 beschriebene Verfahren durchgeführt wird.

In einem ersten Schritt P1 wird eine Oberfläche des Schichtsystems mit Röntgenpulsen der Folge von Röntgenpulsen beleuchtet. Die Röntgenpulse treffen unter einem Einfallswinkel auf die Oberfläche des Schichtsystems, der kleiner als der Grenzwinkel der Total- reflexion ist.

Anschließend wird in Schritt P2 ein transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems bereitgestellt. Schritt P2 umfasst vorzugsweise den in Bezug auf Figur 1 beschriebenen Schritt S1 als Unterschritt und kann optional wenigstens einen der Schritte S1 , S3 und S4 als weiteren Unterschritt umfassen. Nach einer definierten Zeitdauer nach einem Erzeugen des transienten Gitters wird in einem Schritt P3 ein weiteres transientes Gitter erzeugt, welches mit dem bereitgestellten transienten Gitter destruktiv interferiert, so dass das bereitgestellte transiente Gitter unterdrückt wird. Beispielsweise kann das transiente Gitter kontrolliert erzeugt und nach einer definierten Zeitdauer durch Erzeugen eines weiteren transienten Gitters kontrolliert unterdrückt werden, sodass genau ein Röntgenpuls der Folge von Röntgenpulsen selektiert wird.

In dem Verfahren wird das transiente Gitter insbesondere derart an der Oberfläche des Schichtsystems bereitgestellt, dass an dem transienten Gitter selektiv wenigstens einer der auf die Oberfläche auftreffenden Röntgenpulse gebeugt wird. Ein an dem transienten Gitter gebeugter Röntgenpuls wird insbesondere unter einem Beugungswinkel gebeugt, der sich von dem Reflexionswinkel, unter dem die übrigen Röntgenpulse an der Oberfläche des Schichtsystems reflektiert werden, unterscheidet. Die reflektierten Röntgenpulse können beispielsweise mit einer Blende geblockt und der gebeugte Röntgenpuls mit einem Detektor detektiert werden. Zusätzlich oder alternativ zu einer Blende kann in dem Verfahren ein Analysatorkristall vor dem Detektor angeordnet werden, um die gebeugten Röntgenpulse über die Bragg-Bedingung zu selektieren und anschließend mit einem Detektor zu detek- tieren.

Figur 3 zeigt ein schematisch dargestelltes Schichtsystem 300 zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche 302 des Schichtsystems 300 in einer Seitenansicht.

Das Schichtsystem umfasst eine Substratschicht 304, eine optoakustische Wandlerschicht 306, eine Wärmeschutzschicht 308 und eine Reflektionsschicht 310.

Die Substratschicht 304 ist wenigstens für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparent. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Substratschicht auch wenigstens für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm transparent sein. Die Substratschicht 304 ist von DyScOs gebildet, kann alternativ aber beispielsweise auch von NdGa03 oder SrTi03 gebildet sein. Die Substratschicht 304 hat eine Dicke, die 500 pm beträgt. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen des Schichtsystems hat die Substratschicht eine Dicke, die zwischen 1 pm und 1000 pm beträgt.

Die optoakustische Wandlerschicht 306 ist von SrRu03 gebildet und hat eine Dicke, die 100 nm beträgt. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen des Schichtsystems ist die optoakustische Wandlerschicht von einem anderen Material gebildet, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 1 ^c 10^-6 K^_1 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche, an der das transiente Gitter bereitgestellt wird, hat, beispielsweise von LaxSri-xMn03 mit 0 < x < 0,3. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen des Schichtsystems hat die optoakustische Wandlerschicht eine Dicke, die zwischen 10 nm und 200 nm beträgt.

Die Wärmeschutzschicht 308 ist von SrTi03 gebildet und hat eine Dicke, die 200 nm be- trägt. Die Wärmeschutzschicht 308 ist für Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparent. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Wärmeschutzschicht auch wenigstens für einen Strahlungspuls mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm transparent sein. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen des Schichtsystems hat die Wärmeschutzschicht eine Dicke, die 10 nm oder mehr beträgt. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Wärmeschutzschicht auch von LaAI03 gebildet sein.

Die Reflektionsschicht 310 hat eine Dicke, die 10 nm beträgt, und ist von Pt gebildet. Die Reflektionsschicht 310 ist insbesondere zum Erhöhen eines Grenzwinkels der Totalreflexion einer auf die Reflektionsschicht 310 treffenden Strahlung ausgebildet und hat eine Oberflächenrauigkeit von weniger als 0,5 nm. Die Reflektionsschicht 310 kann auch von einem anderen Material gebildet sein, welches eine Dichte von 15 g/cm³ oder mehr hat und zum Erhöhen eines Grenzwinkels der Totalreflexion einer auf die Reflektionsschicht treffenden Strahlung geeignet ist. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen des Schichtsystems 300 hat die Reflektionsschicht eine Dicke von 2 nm oder mehr. Das Schichtsystem 300 kann beispielsweise in dem in Bezug auf Figur 1 beschriebenen Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems oder in dem in Bezug auf Figur 2 beschriebenen Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen verwendet werden.

Figur 4 zeigt ein schematisch dargestelltes Schichtsystem 400 zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche 404 des Schichtsystems 400 in einer Schnittdarstellung durch das Schichtsystem 400 senkrecht zur Oberfläche 404. Figur 5 zeigt die elektrische Mikroleitungsschicht 402 des Schichtsystems 400 der Figur 4 in einer Schnittdarstellung durch Mikroleitungsschicht 402 parallel zu derjenigen Oberfläche 404 des Schichtsystems 400, an der das transiente Gitter bereitgestellt werden kann. Im Gegensatz zum Schichtsystem 300 der Figur 3 enthält das Schichtsystem 400 eine elektrische Mikroleitungsschicht 402 und eine weitere Wärmeschutzschicht 412. Das Schichtsystem 400 weist ferner, wie das Schichtsystem 300 der Figur 3, eine Substratschicht 406, eine optoakustische Wandlerschicht 408, eine Wärmeschutzschicht 410 und eine Reflektionsschicht 414 auf, die jeweils wie die entsprechende Schicht des in Bezug auf Figur 3 beschriebenen Schichtsystems ausgebildet sind, d.h. die Substratschicht 406 entspricht der Substratschicht 304, die optoakustische Wandlerschicht 408 entspricht der optoakustischen Wandlerschicht 306, die Wärmeschutzschicht 410 entspricht der Wärmeschutzschicht 308 und die Reflektionsschicht 414 entspricht der Reflektionsschicht 310. Zudem ist die weitere Wärmeschutzschicht 412 entsprechend der Wärmeschutzschicht 410 ausgebildet. Die elektrische Mikroleitungsschicht 402 weist mehrere erste Bereiche 416 und mehrere zwischen den ersten Bereichen 416 angeordnete zweite Bereiche 418 auf. Die ersten Bereiche 416 sind von SrRuC gebildet, können alternativ aber auch von LaxSn-_xMn03 mit 0 < x < 0,3 oder einem anderen Material gebildet sein, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 1 ^c 10^-6 K^_1 in Richtung senkrecht zur Oberfläche 404 hat.

Die zweiten Bereiche 418 der elektrischen Mikroleitungsschicht 402 sind in diesem Ausführungsbeispiel wie die Wärmeschutzschicht 410 und die weitere Wärmeschutzschicht 412 von SrTi03 gebildet. In anderen Ausführungsbeispielen können auch eine oder mehrerer der drei Schichten von einem anderen Material gebildet sein, welches für eine Strah- lung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm, zum Beispiel zwischen 350 nm und 1500 nm, beispielsweise zwischen 350 nm und 1100 nm transparent ist, beispielsweise von LaAI03.

Die ersten Bereiche 416 enthalten parallel zueinander angeordnete elektrische Streifenleitungen 417, die jeweils zu unmittelbar benachbarten Streifenleitungen 417 einen äqui- distanten Abstand haben, d.h. die Streifenleitungen 417 haben einen gleichen Abstand voneinander. In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Bereiche 416 durchgängig und am Rand der elektrischen Mikroleitungsschicht 402 miteinander verbunden. Die zweiten Bereiche 418 sind am linken und rechten Rand der elektrischen Mikroleitungsschicht 402 durchgängig und in innenliegenden Schichtbereichen von den ersten Bereichen 416 um- schlossen. Zwischen den Streifenleitungen 417 sind jeweils zweite Bereiche 418 angeordnet. Die Streifenleitungen 417 und die zweiten Bereiche 416 haben in diesem Ausführungsbeispiel jeweils dieselbe Breite und dieselbe Dicke. Die ersten Bereiche 416 haben bevorzugt auch am Rand der elektrischen Mikroleitungsschicht 402 dieselbe Dicke wie die Streifenleitungen 417. In anderen Ausführungsbeispielen können die Streifenleitungen und die zweiten Bereiche auch unterschiedliche Breiten haben. Bevorzugt haben jeweils die Streifenleitungen dieselbe Breite und die zweiten Bereiche dieselbe Breite, wobei die Breite der ersten Bereiche unterschiedlich zu der Breite der zweiten Bereiche sein kann. Die Streifenleitungen 417 haben eine Breite von 4 gm. Die zweiten Bereiche 418 haben ebenfalls eine Breite von 4 gm. Die Streifenleitungen 417 und die zweiten Bereiche 418 haben dieselbe Dicke, die 50 nm beträgt. In anderen Ausführungsbeispielen des Schichtsystems können die Streifenleitungen eine Dicke zwischen 10 nm und 200 nm und eine Breite zwischen 2 gm und 10 gm haben und die zweiten Bereiche eine auf die Breite der Streifenleitungen angepasste Breite zwischen 2 gm und 10 gm. Die Streifenleitungen 417 können mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden um eine thermische Ausdehnung des Schichtsystems zu induzieren. Aufgrund der thermischen Ausdehnung kann ein transientes Gitter an der Oberfläche 404 des Schichtsystems 400 erzeugt werden.

Das Schichtsystem 400 kann auch mit einem Strahlungspuls beleuchtet werden, um, wie in Bezug auf Figur 1 beschrieben, an der Oberfläche 404 ein transientes Gitter zu erzeugen. Das Schichtsystem 400 kann auch in einem wie in Bezug auf Figur 2 beschriebenen Verfahren zum Selektieren von Röntgenpulsen verwendet werden.

Figur 6 zeigt schematisch eine elektrische Mikroleitungsschicht 600, die beispielsweise anstatt der elektrischen Mikroleitungsschicht 402 in dem in Bezug auf Figuren 4 und 5 be- schriebenen Schichtsystem 400 aber auch in anderen Schichtsystemen angeordnet sein kann.

Die elektrische Mikroleitungsschicht 600 umfasst erste Bereiche 602 und zweite Bereiche 604. Die ersten Bereiche 602 umfassen zwei Kontakte 606, 608 und eine Anzahl Streifenleitungen 610. Die Streifenleitungen 610 sind jeweils nur mit einem der beiden Kontakte 606 oder 608 verbunden. Die Streifenleitungen 606 sind parallel zueinander angeordnet, und alternierend mit Kontakt 606 oder Kontakt 608 verbunden, so dass die zweiten Bereiche 604 in einer Mäanderform um die Streifenleitungen 610 verlaufen.

An die Kontakte 606 und 608 kann eine Wechselspannung, beispielsweise eine Hochfrequenz (HF)-Spannung, angelegt werden, um an der Oberfläche eines Schichtsystems akustische Oberflächenwellen zu erzeugen. Figur 7a zeigt ein Gitterbereitstellungssystem 700 zum Bereitstellen eines transienten Gitters an der Oberfläche eines Schichtsystems 702. Das Schichtsystem kann beispielsweise wie das in Bezug auf Figur 3 beschriebene Schichtsystem oder wie das in Bezug auf Figuren 4 und 5 beschriebene Schichtsystem ausgebildet sein. Das Schichtsystem 702 weist insbesondere wenigstens eine optoakustische Wandlerschicht auf.

Das Gitterbereitstellungssystem 700 umfasst eine Strahlungsquelle 704, die ausgebildet ist, räumlich periodische Strahlungspulse mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich zu erzeugen.

Ein von der Strahlungsquelle 704 bereitgestellter Strahlungspuls wird auf dem Weg zum Schichtsystem durch verschiedene optische Bauelemente moduliert. Beispielsweise kann ein erzeugter Strahlungspuls zunächst ein optionales Michelson-Interferometer 706 passieren. In dem Michelson-Interferometer 706 kann der Strahlungspuls derart geteilt werden, dass mit den geteilten Strahlungspulsen in dem Schichtsystem 702 zeitlich und/oder räumlich zueinander versetzt zwei transiente Gitter erzeugt werden können, die destruktiv oder konstruktiv miteinander interferieren können, um das transiente Gitter zu verstärken oder zu unterdrücken.

Zu diesem Zweck kann mit dem Michelson-Interferometer 706 ein Strahlungspuls in zwei Strahlungspulse mit jeweils zueinander senkrechter Polarisation, insbesondere in einen s- polarisierten Strahlungspuls und einen p-polarisierten Strahlungspuls, geteilt werden. Hier- für weist das Michelson-Interferometer 706 einen polarisierenden Strahlteiler (engl polari- zing beamsplitter) 710 auf. Der Strahlteiler 710 ist so ausgebildet, dass dieser den s-pola- risierten Anteil des Strahlungspulses reflektiert und den p-polarisierten Anteil des Strahlungspulses transmittiert. Ein Strahlungspuls, der in das Michelson-Interferometer 706 eingekoppelt wird, passiert zunächst ein l/2-Plättchen (engl half-wave plate) 712 und trifft dann auf den Strahlteiler 710. Mit dem l/2-Plättchen 712 kann die relative Intensität des Strahlungspulses und insbesondere die relative Intensität zwischen dem s- und dem p- polarisierten Anteil des Strahlungspulses eigestellt werden. Der p-polarisierte Anteil des Strahlungspulses passiert Strahlteiler 710 und ein l/4-Plättchen (engl quarter-wave plate) 714 und wird dann an einem Spiegel 716 zurück durch das l/4-Plättchen 714 in Richtung des Strahlteilers 710 reflektiert. Da die Polarisation des zunächst p-polarisierten Strahlungspulses durch das zweimalige Passieren des l/4-Plättchens 714 um 90° gedreht wird, wird der dann s-polarisierte Strahlungspuls an dem Strahlteiler 710 in Richtung eines weiteren Spiegels 718 reflektiert. Der übrige, s-polarisierte Anteil des Strahlungspulses passiert Strahlteiler 710 nicht, sondern wird in Richtung eines Spiegels 720 abgelenkt, passiert ein l/4-Plättchen 722 und wird dann an dem Spiegel 720 zurück durch das l/4-Plättchen 722 reflektiert. Auch die Polarisation des zunächst s-polarisierten Strahlungspulses wird durch das zweimalige Pas- sieren des l/4-Plättchens 722 um 90° gedreht, so dass der dann p-polarisierte Strahlungspuls durch den Strahlteiler 710 zu Spiegel 718 transmittiert wird.

Mit dem Michelson-Interferometer 706 werden so zwei Strahlungspulse, ein s-polarisierter Strahlungspuls und ein p-polarisierter Strahlungspuls, erzeugt.

Die relative Zeitverzögerung t der beiden Strahlungspulse kann durch die Länge der jewei- ligen Pfade zwischen Strahlteiler 710 und den Spiegeln 716 und 720 eingestellt werden.

Die an dem Spiegel 718 reflektierten Strahlungspulse passieren eine konkave Linse 719 und eine zylindrische Linse 721 und verlassen das Michelson-Interferometer 706. Die konkave Linse 719 und die zylindrische Linse 712 bilden ein Teleskop, dass dazu dient, die Breite des Strahlungspulses auf der Oberfläche des Schichtsystems 702 einzustellen. Nachdem der s-polarisierte Strahlungspuls und der p-polarisierte Strahlungspuls das Mi- chelson-lnterferometer 706 verlassen haben, passieren die Strahlungspulse eine Anordnung optischer Bauelemente 708, die die Strahlungspulse auf die Oberfläche des Schichtsystems 702 fokussieren. Falls das Gitterbereitstellungssystem 700 kein Michelson-Inter- ferometer 706 umfasst, wird der von der Strahlungsquelle 704 bereitgestellte Strahlungs- puls direkt mittels der Anordnung optischer Bauelemente 708 auf die Oberfläche des Schichtsystems 702 fokussiert.

Die Anordnung optischer Bauelemente 708 umfasst einen Spiegel 723, der so angeordnet ist, dass ein aus dem Michelson-Interferometer 706 kommender Strahlungspuls in Richtung eines Gitter 722 reflektiert wird. Durch das Gitter 722 wird ein auftreffender Strah- lungspuls in zwei Anregungspulse geteilt. Die Anregungspulse passieren zuerst eine zylindrische Linse 724. Jeder der Anregungspulse passiert dann ein l/4-Plättchen 726 oder 728, so dass die Anregungspulse zueinander zeitlich phasenverschoben mittels einer zylindrischen Linse 730 und einer weiteren zylindrischen Linse 732 auf die Oberfläche des Schichtsystems 702 fokussiert werden können. Die Anregungspulse interferieren miteinan- der, so dass das Schichtsystem 702 mit einem räumlich periodisch modulierten Strahlungspuls beleuchtet wird. So kann das Schichtsystem 702 beispielsweise nacheinander mit einem s-polarisierten Strahlungspuls und einem p-polarisierten Strahlungspuls beleuchtet werden, um so nacheinander zwei zueinander räumlich phasenverschobene transiente Gitter zu erzeugen.

Die Energie des jeweiligen Strahlungspulses kann in dem Schichtsystem absorbiert werden, so dass aufgrund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht des Schichtsystems 702 an einer Oberfläche des Schichtsystems 702 das transiente Gitter erzeugt wird.

An einem bereitgestellten transienten Gitter können beispielsweise Röntgenpulse einer Folge von Röntgenpulsen gebeugt werden.

Figur 7b zeigt die Anordnung optischer Bauelemente 708 des in Bezug auf Figur 7a be- schriebenen Gitterbereitstellungssystems 700 in einer um die Strahlachse um 90° gedrehten Ansicht.

In dieser Ansicht ist erkennbar, wie ein Strahlungspuls durch das Gitter 722 in zwei Anregungspulse geteilt wird und mittels der Linsen 724, 730 und 732 auf die Oberfläche des Schichtsystems 702 fokussiert wird. Die l/4-Plättchen 726 und 728 sind versetzt zueinan- der jeweils in einem der beiden Strahlengänge der Anregungspulse angeordnet.

Figur 8 zeigt ein Röntgenpulsselektiersystem 800 zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen 802. Mit dem Röntgenpulsselektiersystem 800 kann beispielsweise das in Bezug auf Figur 1 beschriebene Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters und das in Bezug auf Figur 2 beschriebene Verfahren zum Selektieren eines Röntgenpulses durchgeführt werden.

Die Röntgenpulse 802 haben zueinander einen zeitlichen Abstand dt. Die Röntgenpulse 802 werden von einer Röntgenquelle 804 erzeugt und treffen im Betrieb unter einem Einfallswinkel, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist, auf die Oberfläche des Schichtsystems 806. Die Röntgenquelle 804 ist vorzugsweise ein Synchrotron. Das Schichtsystem 806 weist eine optoakustische Wandlerschicht auf und kann insbesondere wie das in Bezug auf Figur 3 beschriebene Schichtsystem oder wie das in Bezug auf Figuren 4 und 5 beschriebene Schichtsystem ausgebildet sein.

Das Röntgenpulsselektiersystem 800 umfasst eine Strahlungsquelle 808, die ausgebildet ist, räumlich periodische Strahlungspulse 810 mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbe- reich zu erzeugen. Die Strahlungsquelle 808 ist vorzugsweise ein Laser. Ein räumlich periodischer Strahlungspuls 810 kann beispielsweise erzeugt werden, indem die Strahlungsquelle 808 im Betrieb einen Laserpuls erzeugt, der in zwei Anregungspulse 812, 814 geteilt wird. Zum Erzeugen des räumlich periodisch modulierten Strahlungspulse 810 werden die Anregungspulse 812, 814 so moduliert, dass sie mit definierter Phasenverschiebung mittels einer Linse 816 auf die Oberfläche des Schichtsystem 806 fokussiert werden. Die Strahlungsquelle 808 kann auch ausgebildet sein, direkt zwei Anregungspulse 812, 814 bereitzustellen, die zueinander eine definierte Phasenverschiebung haben, und zum Erzeugen des räumlich periodisch modulierten Strahlungspulses 810 mittels der Linse 816 auf die Oberfläche des Schichtsystem 806 fokussiert werden.

Zum Bereitstellen eines transienten Gitters 818 wird das Schichtsystem 806 mit dem Strahlungspuls 810 beleuchtet. Die Energie des Strahlungspulses 810 wird in der optoakusti- schen Wandlerschicht des Schichtsystems 806 absorbiert wodurch eine thermische Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht induziert wird. Aufgrund der thermische Aus- dehnung kann an der Oberfläche des Schichtsystems 806 das transiente Gitter 818 erzeugt werden. Das transiente Gitter 818 hat eine maximale Oberflächenamplitude 820, die insbesondere wenn das Schichtsystem 806 mit einem Strahlungspuls 810 mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich beleuchtet wird, zwischen 5 nm und 10 nm betragen kann.

Insbesondere Strahlungsquelle 808 und Schichtsystem 806 können Bestandteile des in Bezug auf Figur 7a beschriebenen Gitterbereitstellungssystems sein.

Wenn von der Röntgenquelle bereitgestellte Röntgenpulse auf die Oberfläche des Schichtsystems treffen, werden diese an der Oberfläche des Schichtsystems reflektiert oder wenn ein transientes Gitter bereitgestellt ist, an dem transienten Gitter gebeugt.

Zum Selektieren eines einzelnen Röntgenpulses 822 kann das transiente Gitter 818 gezielt erzeugt und wieder abgeschaltet werden. Vor und nach dem Bereitstellen des transienten Gitters werden die Röntgenpulse 824 der Folge von Röntgenpulse 802 an der Oberfläche des Schichtsystems 806 unter einem Reflektionswinkel reflektiert. Der Beugungswinkel, unter dem der gebeugte Röntgenpuls 822 gebeugt wird, ist in der Regel unterschiedlich zu dem Reflektionswinkel, unter dem die übrigen Röntgenpulse 824 reflektiert werden. Dadurch kann der gebeugte Röntgenpuls 822 von den übrigen Röntgenpulsen 824 unterschieden und von diesen separiert werden. Der gebeugte Röntgenpuls fehlt dann an Stelle 826 der Folge der reflektierten Röntgenpulse 824. Vorzugsweise werden die reflektierten Röntgenpulse 824 mit einer Blende 828 geblockt. Der unter dem Beugungswinkel gebeugte Röntgenpuls 822 kann im Betrieb von einem Detektor 830 detektiert werden. Optional kann eine Lochblende 832 vor dem Detektor 830 angeordnet sein. Figur 9 zeigt eine Intensitätsverteilung eines räumlich periodisch modulierten Strahlungspulses 900 aufgenommen mit einer CCD-Kamera.

Mit einem Strahlungspuls mit einer räumlich periodisch modulierten Intensitätsverteilung kann durch Beleuchten eines wie in Bezug auf Figuren 3 oder 4 und 5 beschriebenen Schichtsystems an der Oberfläche des Schichtsystems ein transientes Gitter erzeugt wer- den.

Ein Strahlungspuls mit einer wie in Figur 9 gezeigten Intensitätsverteilung kann beispielsweise erzeugt werden, indem zwei Anregungspulse auf die Oberfläche des Schichtsystems fokussiert werden und dort miteinander interferieren. Die räumliche Periode beträgt ungefähr 2 pm. Durch Beleuchten eines Schichtsystems mit einem räumlich periodisch modu- Herten Strahlungspuls innerhalb weniger Pikosekunden kann ein transientes Gitter erzeugt werden.

Vorzugsweise wird ein Schichtsystem mit mehreren Strahlungspulsen mit einer wie in Figur 9 gezeigten Intensitätsverteilung zeitlich und räumlich aufeinanderfolgend beleuchtet und durch jeden der Strahlungspulse ein transientes Gitter erzeugt. Jedes erzeugte transiente Gitter klingt typischerweise auf einer Zeitskala von einigen hundert Nanosekunden ab.

Nachdem ein transientes Gitter erzeugt wurde kann das Schichtsystem mit einem weiteren Strahlungspuls derart beleuchtet werden, dass durch den weiteren Strahlungspuls ein weiteres transientes Gitter erzeugt wird, welches mit dem bereits erzeugten transienten Gitter destruktiv interferiert. Dadurch kann ein transientes Gitter kontrolliert unterdrückt werden. Dies ermöglicht das transiente Gitter kontrolliert abzuschalten.

Figur 10 zeigt zeitaufgelöste Röntgenreflektivitätskurven von einem transienten Gitter, welches aufgrund optischer Anregung mit einem Strahlungspuls erzeugt wurde. Das transiente Gitter wurde an der Oberfläche eines wie in Bezug auf Figur 3 beschriebenen Schichtsystems erzeugt. Die Röntgenreflektivitätskurve 1000 wurde von einem transienten Gitter aufgenommen, welches durch Beleuchten des Schichtsystems mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer von 1 ps und einer Bestrahlung von 16,27 mJ/cm² erzeugt wurde. Aufgrund der vergleichsweise kurzen Anregung mit dem Pikosekundenstrahlungspuls werden an der Ober- fläche des beleuchteten Schichtsystems akustische Oberflächenwellen angeregt, welche in der Röntgenreflektivitätskurve 1000 als schnelle Oszillationen sichtbar sind. Für ein Beleuchten des Schichtsystems mit dem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer von 1 ps liegt die Zerstörschwelle des Schichtsystems bei 50 mJ/cm².

Die Röntgenreflektivitätskurven 1002, 1004, 1006 wurden jeweils von einem transienten Gitter aufgenommen, welches durch Beleuchten des Schichtsystems mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer von 10 ns erzeugt wurde.

Zum Aufnehmen der Röntgenreflektivitätskurve 1002 wurde das Schichtsystem mit einem Strahlungspuls mit einer Bestrahlung von 27,12 mJ/cm² beleuchtet. Zum Aufnehmen der Röntgenreflektivitätskurve 1004 wurde das Schichtsystem mit einem Strahlungspuls mit einer Bestrahlung von 70,52 mJ/cm² beleuchtet. Und zum Aufnehmen der Röntgenreflektivitätskurve 1006 wurde das Schichtsystem mit einem Strahlungspuls mit einer Bestrahlung von 124,77mJ/cm² beleuchtet.

Die Röntgenreflektivitätskurven 1004 und 1006 zeigen, dass das Beleuchten mit Strahlungspulsen mit Pulsdauern im Nanosekundenbereich ein zerstörungsfreies Beleuchten des Schichtsystems mit einer Bestrahlung, die deutlich oberhalb von 50 mJ/cm² liegt, ermöglicht. Insgesamt kann somit deutlich mehr Energie in dem Schichtsystem deponiert werden. Insbesondere kann während des Beleuchtens des Schichtsystems Wärme aus der optoakustischen Wandlerschicht in andere Schichten des Schichtsystems transportiert werden, so dass weitere Energie des Strahlungspulses während des Beleuchtens zerstö- rungsfrei in der optoakustischen Wandlerschicht absorbiert werden kann. Ein Deponieren einer vergleichsweise großen Menge der Energie des Strahlungspulses hat den Vorteil, dass ein transientes Gitter mit einer maximalen Oberflächenamplitude von mehr als 5 nm erzeugt werden kann.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems, das wenigstens eine optoakustische Wandlerschicht umfasst, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: - Beleuchten des Schichtsystems mit einem räumlich periodisch modulierten

Strahlungspuls, der eine Pulsdauer im Nanosekundenbereich hat (S2), derart, dass sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch ausdehnt, so dass aufgrund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht an der Oberfläche des Schichtsystems das transiente Gitter erzeugt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Schichtsystem eine Substratschicht aufweist, die von einem für den Strahlungspuls transparenten Material gebildet ist, wobei die Substratschicht mit dem Strahlungspuls beleuchtet wird, so dass der Strahlungspuls durch die Substratschicht hindurch in die optoakustische Wandlerschicht eindringt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das wenigstens einen der Schritte aufweist:

Beleuchten des Schichtsystems mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls (S3), derart, dass ein konstruktiv mit dem transienten Gitter interferierendes weiteres transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems erzeugt wird, so dass das transiente Gitter verstärkt wird, oder

Beleuchten des Schichtsystems mit einem zum Strahlungspuls um eine zeitliche und/oder räumliche Phase versetzten weiteren Strahlungspuls (S4), derart, dass ein destruktiv mit dem transienten Gitter interferierendes weiteres transientes Gitter an der Oberfläche des Schichtsystems erzeugt wird, so dass das transiente Gitter unterdrückt wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, das den Schritt aufweist:

Kühlen des Schichtsystems, derart, dass eine langreichweitige thermische Verformung an der Oberfläche des Schichtsystems verringert wird (S1). 5. Verfahren zum Selektieren eines oder mehrerer Röntgenpulse aus einer Folge von Röntgenpulsen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche eines Schichtsystems (P1) gemäß dem Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, und

Beleuchten der Oberfläche des Schichtsystems mit Röntgenpulsen der Folge von Röntgenpulsen unter einem Einfallswinkel, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist (P2), wobei das transiente Gitter derart an der Oberfläche des Schichtsystems bereitge- stellt wird, dass an dem transienten Gitter selektiv wenigstens einerderauf die Oberfläche auftreffenden Röntgenpulse gebeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem nach einer definierten Zeitdauer nach einem Erzeugen des transienten Gitters ein weiteres transientes Gitter erzeugt wird, welches mit dem bereitgestellten transienten Gitter destruktiv interferiert, so dass das bereitgestellte transiente Gitter unterdrückt wird (P3).

7. Schichtsystem (300) zum Bereitstellen eines transienten Gitters an einer Oberfläche (302) des Schichtsystems (300), umfassend wenigstens eine wenigstens für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparente Substratschicht (304), - eine optoakustische Wandlerschicht (306), die von einem Material gebildet ist, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 1 ^c 10^-6 K^_1 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche (302) hat, eine wenigstens für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparente Wärmeschutzschicht (308), und - eine Reflektionsschicht (310) zum Erhöhen eines Grenzwinkels der Totalreflexion einer auf die Reflektionsschicht (310) treffenden Strahlung, wobei eine Oberfläche der Reflektionsschicht (310) die Oberfläche (302) des Schichtsystems (300) bildet an der das transiente Gitter bereitgestellt werden kann, wobei die Wärmeschutzschicht (308) zwischen der optoakustischen Wandlerschicht (306) und der Reflektionsschicht (310) angeordnet ist.

8. Schichtsystem nach Anspruch 7, wobei die Substratschicht (304) eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist und/o- der eine höhere thermische Leitfähigkeit senkrecht zur Reflektionsschicht

(310) als parallel zur Reflektionsschicht (310) aufweist, das Material, von dem die optoakustische Wandlerschicht (306) gebildet ist, bei einer Bestrahlung mit einem Strahlungspuls mit einer Pulsdauer im Nano- sekundenbereich eine Zerstörschwelle von über 50 mJ/cm² hat, - die Wärmeschutzschicht (308) eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist und/oder eine höhere thermische Leitfähigkeit senkrecht zur Reflektionsschicht (310) als parallel zur Reflektionsschicht (310) aufweist, und die Reflektionsschicht (310) eine Oberflächenrauigkeit von 0,5 nm oder weniger hat und/oder von einem Material mit einer Dichte von 15 g/cm³ oder mehr gebildet ist.

9. Schichtsystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Substratschicht (304) eine Dicke von mehr als 1 pm hat, die optoakustische Wandlerschicht (306) eine Dicke zwischen 10 nm und 200 nm hat, - die Wärmeschutzschicht (308) eine Dicke von 10 nm oder mehr hat, und die Reflektionsschicht (310) eine Dicke von 2 nm oder mehr hat.

10. Schichtsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Substratschicht (304) DyScC , NdGaC oder SrTiC>3 enthält, die optoakustische Wandlerschicht (306) SrRuC oder LaxSn-_xMn03 mit 0 < x < 0,3 enthält, die Wärmeschutzschicht (308) SrTiC>3 oder LaAlC enthält, und die Reflektionsschicht (310) Pt enthält. 11. Schichtsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, des Weiteren umfassend: eine elektrische Mikroleitungsschicht (402) zum Bereitstellen des transienten Gitters, wobei die Mikroleitungsschicht (402) mehrere erste Bereiche (416) und mehrere zwischen den ersten Bereichen (416) angeordnete zweite Berei- che (418) aufweist, wobei die ersten Bereiche (416) ein Material enthalten, welches einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 1 ^c 10^-6 K^_1 in der Richtung senkrecht zur Oberfläche (404) hat und wobei die zweiten Bereiche (418) ein für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 1600 nm transparentes Material enthalten, und - eine weitere für eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 350 nm und

1600 nm transparente Wärmeschutzschicht (412), die zwischen der Wärmeschutzschicht (410) und der Reflektionsschicht (414) angeordnet ist, wobei die elektrische Mikroleitungsschicht (402) zwischen der Wärmeschutzschicht (410) und der weiteren Wärmeschutzschicht (412) angeordnet ist. 12. Schichtsystem nach Anspruch 11 , wobei die ersten Bereiche (416) der elektrischen Mikroleitungsschicht (402) SrRu03 oder LaxSn-xMn03 mit 0 < x < 0,3 enthalten, und die zweiten Bereiche (418) der elektrischen Mikroleitungsschicht (402) SrTi03 oder LaAI03 enthalten. 13. Schichtsystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei die ersten Bereiche (416) der elektrischen Mikroleitungsschicht (402) parallel zueinander angeordnete elektrische Streifenleitungen mit einer Dicke zwischen 10 nm und 200 nm und einer Breite zwischen 2 pm und 10 gm enthalten, und - die zweiten Bereiche (418) eine auf die Breite der elektrischen Streifenleitungen angepasste Breite zwischen 2 pm und 10 pm haben, so dass benachbarte Streifenleitungen einen äquidistanten Abstand voneinander haben.

14. Gitterbereitstellungssystem (700) zum Bereitstellen eines transienten Gitters, wobei das Gitterbereitstellungssystem (700) aufweist: - ein Schichtsystem (702) wenigstens aufweisend eine optoakustische Wandlerschicht, und eine Strahlungsquelle (704), die ausgebildet ist, räumlich periodische Strahlungspulse mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich zu erzeugen mit denen das Schichtsystem (702) derart beleuchtet werden kann, dass sich die optoakustische Wandlerschicht thermisch ausdehnt, so dass aufgrund der thermischen Ausdehnung der optoakustischen Wandlerschicht an einer Oberfläche des Schichtsystems (702) das transiente Gitter erzeugt wird.

15. Gitterbereitstellungssystem nach Anspruch 14, wobei das Gitterbereitstellungssystem (700) des Weiteren aufweist: - ein Michelson-Interferometer (706), das so ausgebildet und zwischen Strahlungsquelle (704) und Schichtsystem (702) angeordnet ist, dass von der Strahlungsquelle (704) erzeugte Strahlungspulse derart geteilt werden können, dass mit diesen geteilten Strahlungspulsen in dem Schichtsystem (702) zeitlich und/oder räumlich zueinander versetzt zwei transiente Gitter erzeugt werden können, die destruktiv oder konstruktiv miteinander interferieren können, um das transiente Gitter zu verstärken oder zu unterdrücken.

16. Gitterbereitstellungssystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Gitterbereitstellungssystem (700) des Weiteren aufweist: ein Kühlsystem zum Kühlen des Schichtsystems (702). 17. Gitterbereitstellungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Schichtsystem (702) des Gitterbereitstellungssystems (700) das Schichtsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13 ist.

18. Röntgenpulsselektiersystem (800), welches das Gitterbereitstellungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17 umfasst, wobei das Röntgenpulsselektiersystem (800) des Weiteren aufweist: eine Röntgenquelle (804) zum Erzeugen einer Folge von Röntgenpulse, wobei das Schichtsystem (806) des Gitterbereitstellungssystems so in Bezug zur Röntgenquelle (804) angeordnet ist, dass von der Röntgenquelle erzeugte Röntgen- pulse der Folge von Röntgenpulsen unter einem Einfallswinkel, der kleiner ist als der

Grenzwinkel der Totalreflexion, auf die Oberfläche des Schichtsystems (806) treffen, und das Gitterbereitstellungssystem ausgebildet ist, das transiente Gitter derart an der Oberfläche des Schichtsystems (806) bereitzustellen, dass an dem transienten Git- ter selektiv einer oder mehrere der auf die Oberfläche auftreffenden Röntgenpulse gebeugt werden können.