ASTRA to kompaktowa linia bez okienek Al lub Be, które są powszechnie używane do ochrony próżni pierścienia akumulacyjnego.
Jedynym okienkiem na linii jest cienka folia polipropylenowa pomiędzy monochromatorem, a pierwszą komorą jonizacyjną. Taka konstrukcja umożliwia pomiary XAS przy niskich energiach fotonów np. na krawędzi absorpcji K Al.
Dzięki prostej i przyjaznej dla użytkownika konstrukcji, bez dodatkowych elementów optycznych, takich jak soczewki czy zwierciadła. Linia ASTRA jest łatwa w obsłudze i można ją szybko ustawić.
W sekcji tzw. front endu wiązka fotonów jest formowana przez dwie ustalone apertury. Za ścianą osłony radiacyjnej znajduje się moduł diagnostyczny, wyposażony w ekran fluorescencyjny oraz monitor położenia wiązki promieniowania rentgenowskiego (XBPM), które umożliwiają wizualizację i określenie położenia białej wiązki promieniowania oraz jej profilu.
Kompaktowa, różnicowa pompa jonowa utrzymuje różnicę ciśnień pomiędzy modułem diagnostycznym (komora ultra wysokiej próżni, p~10-10 mbar) a monochromatorem (układ wysokiej próżni, p~10-6 mbar).
Monochromator jest zmodyfikowanym monochromatorem typu Lemmoniera z podwójnym kryształem (double crystal monochromator, DCM). Pierwszy i drugi kryształ jest zamontowany równolegle do siebie na obrotowym uchwycie (zakres ruchu ~ 15°- 65°), który poruszany jest silnikiem krokowym (rozdzielczość kątowa ~0.0001°). Obrót osi Bragga pierwszego kryształu powoduje przemieszczenie drugiego kryształu prostopadle do jego powierzchni za pośrednictwem nieruchomej krzywki, zapewniając stałe położenie monochromatycznej wiązki wyjściowej podczas zmiany energii.
Monochromator z podwójnym kryształem: Zdjęcie (na górze) i schemat ilustrujący zasadę jego działania (na dole).
Zakres energii linii zostanie pokryty przez 5 zestawów kryształów: Ge(220), Si(111), InSb(111), Be(10-10) i KAP(100)+ wielowarstwy. Ponieważ monochromator jest systemem wysokopróżniowym, a nie ultra-wysoko próżniowym, to jego otwarcie w celu wymiany kryształów i odpompowanie do ciśnienia roboczego zajmuje mniej niż 1 godzinę. Dzięki temu, kryształy a tym samym zakresy energii roboczej, można zmieniać kilka razy dziennie.
W tej chwili na linii wiązki mamy 3 zestawy kryształów: Ge (220), Si (111), InSb (111). Pozostałe kryształy zostaną dostarczone wkrótce.
|
Zakres energii (keV) |
Kryształ |
2d odległość (Å) |
Dostępna krawędź absorpcji K |
Rozmiar wiązki na próbce FWHM (poziom × pion, mm) |
Strumień na próbce (ph/sec) przy 450 mA |
|
0.5 – 1.8 |
KAP (100) + multilayer |
26.63 |
Na, Mg, Al |
wkrótce |
wkrótce |
|
0.85 – 1.6 |
Beryl (10-10) |
15.95 |
Na, Mg |
wkrótce | wkrótce |
|
1.8 – 3.7 |
InSb (111) |
7.48 |
Si - K |
10 x 1 | wkrótce |
|
2.0 – 7.6 |
Si (111) |
6.27 |
P - Fe |
10 x 1 | wkrótce |
|
3.4 – 12.0 |
Ge (220) |
4.00 |
K - Se |
10 x 1 | wkrótce |
Od momentu uruchomienia linii eksperymenty absorpcyjnej spektroskopii rentgenowskiej są prowadzone w trybie transmisji. Następnie uruchomione zostaną pomiary w trybie fluorescencji (dla próbek niejednorodnych i rozcieńczonych). Ponadto planowane są pomiary całkowitej wydajności elektronowej (Total Electron Yield – TEY) oraz wydajności konwersji elektronowej (Conversion Electron Yield - CEY), które będą powierzchniowo czułe.