Rysunek 1. Schemat linii pomiarowej.
 

Źródłem światła synchrotronowego na linii DEMETER jest undulator (EPU - Eliptically Polarizing Undulator), który umieszczony jest w pierścieniu akumulacyjnym, tuż za magnesem zakrzywiającym. Dostarcza on miękkie promieniowanie rentgenowskie w szerokim zakresie energetycznym 100-2000 eV. Zmotoryzowany system kontroli ruchu undulatora pozwala na pełną kontrolę polaryzacji, zapewniając tym samym liniowo (w dowolnym kierunku), kołowo (prawo- i lewo- skrętną) i eliptycznie spolaryzowaną wiązkę fotonów. 

Kolejnym elementem optycznym linii jest pierwsze zwierciadło kolimujące (toroidalne) umieszczone tuż za undulatorem. Głównym zadaniem zwierciadła toroidalnego jest zminimalizowanie astygmatyzmu co umożliwia skupienie wiązki w punkcie. 

Jednym z najważniejszych elementów optycznych linii jest monochromator, wyposażony w płaskie zwierciadło oraz trzy siatki dyfrakcyjne. 

Pełna kontrola ruchu siatek i lustra pozwala na wybór dowolnej długości fali światła synchrotronowego z zakresu 100-2000 eV. Za komorą monochromatora umieszczone są zwierciadła skupiające (cylindryczne), które kierują wiązkę na jedną z dwóch szczelin wyjściowych, gałęzi stacji PEEM lub gałęzi mikroskopu STXM. Odwrotność zdolności rozdzielczej (ang. resolving power) jest na poziomie 8000 przy otwarciu przesłon wyjściowych 10 μm i współczynniku C_ff= 2.25.
Pomiary przy użyciu promieniowania synchrotronowego mogą odbywać się w jednym czasie tylko na jednej stacji końcowej, która wybierana jest przez odpowiednie ustawienie tych zwierciadeł. Każda z gałęzi linii eksperymentalnej posiada szczeliny wyjściowe (wertykalne i horyzontalne), które umożliwiają zmianę rozmiarów wiązki i energetycznej zdolności rozdzielczej. Maksymalny rozmiar obszaru wzbudzanego na próbce to (pionowo x poziomo) 100 x 300 μm²  dla PEEM oraz o średnicy 300 μm dla STXM. 

Całkowity strumień fotonów w miejscu próbki został zmierzony z użyciem fotodiody typu AXUV (patrz Rysunek 2) i kształtuje się w zakresie 10⁹-10¹² fotonów/s dla 400 mA prądu w pierścieniu akumulacyjnym ze szczeliną wyjściową 40 μm dla trzech siatek dyfrakcyjnych z optymalną dla intensywności i zdolności rozdzielczej wartością współczynnika C_ff, odpowiednio dla siatki 336 l/mm (czarna), 1221 l/mm (czerwona) oraz 1400 l/mm (niebieska).

Rysunek 2. Górny wiersz: Eksperymentalne krzywe intensywności stożka promieniowania ze szczeliną wyjściową 40 μm dla trzech siatek dyfrakcyjnych, odpowiednio dla siatki 336 l/mm (czarna) i 1221 l/mm (czerwona) oraz 1400 l/mm (niebieska). Dolny wiersz: Porównanie strumienia intensywności dla trzech różnych polaryzacji przy wszystkich zmierzonych harmonicznych dla siatki dyfrakcyjnej 1221 l/mm. Pierścień pracuje w trybie zaniku prądu elektronów zwykle z wartością prądu w zakresie 450-200 mA.

Zoptymalizowana moc zdolności rozdzielczej zależy od otwarcia przesłon wyjściowych oraz siatki dyfrakcyjnej i może osiągnąć wartość 8000 dla krawędzi absorpcji K azotu.

Rysunek 3. Na lewo: Widmo absorpcji promieniowania rentgenowskiego dla krawędzi K azotu dla siatki dyfrakcyjnej 1221 l/mm zmierzone dla otwarcia przesłon wyjściowych 10 μm oraz składowymi dopasowania. Na prawo: odwrotność zdolności rozdzielczej (ang. resolving power) w funkcji otwarcia szczeliny wyjściowej dla trzech siatek dyfrakcyjnych, uzyskana przez dopasowanie zmierzonych widm.