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      4. X射线单色器

      X射线单色器

      LiF、石英或SiO2、InSb、Si、Ge、PET、ADP、Beryl、TlAP、RbAP、KAP和CsAP

      X射线单色器

      圣戈班晶体为此类光谱分析提供两个关键组件:

      • 单色晶体
        圣戈班晶体提供包括LiF、石英或SiO2、InSb、Si、Ge、PET、ADP、Beryl、TlAP、RbAP、KAP和CsAP在内的全系列X射线单色器。  
      • 闪烁探测器
        圣戈班晶体提供的探测器将闪烁晶体(常规为Nal(TI)、LaCl3(BrilLanCe350)或LaBr3(BrilLanCe380))直接耦合到带有低能量入射窗口的光感测装置上(标准探测器配置 - X射线探测器)。

      单色晶体用于分散样品发射光束的各种光谱分量。 探测器用于测量单色器选出的光谱线强度。

      可提供以下两种形状的单色晶体:

      • 平面
      • 弯曲型及托架

      平面晶体可提供非安装到托架或安装到托架两种。 圣戈班可提供标准型或定制型托架。用于微探针、扫描电子显微镜、同步加速器、XFEL、等离子体物理等仪器的弯曲晶体始终以定制托架方式供货。  

       

       

      用途/应用

      • 单色晶体在X射线光谱测量法中的作用类似于光学中的衍射光栅。 在相对于入射多色光束旋转时,晶体将以与晶格呈θ角沿符合布拉格定律的方向衍射波长λ的光谱分量,即:2d sin(Theta) = n lambda,其中整数n为衍射级数。
      • 因此,单色晶体最重要的特性就是使得最大波长发生衍射的双原子间距2d。
       

      特点与优势

      • 除标准方向外还可根据要求提供其他方向。 所提供的标准方向精度为10分,最大精度可达1分。
      • 可获得最佳强度-分辨率平衡的表面光洁度优化。最佳光洁度取决于具体情况,并和设置性质密切相关。

       

      配置

      可以考虑两种主要聚焦配置类型:

      约翰几何(半聚焦)

      通过以下两种方法其中之一获得薄板:

      • 切割
      • 机械加工

      然后将薄板弯曲成圆柱形,并粘合到近似聚焦的曲面托架上。

      约翰逊几何(精确聚焦几何)

       

      考虑理论上可获得完美聚焦的两种不同类型约翰逊配置:

      • 单机械加工约翰逊
      • 双机械加工约翰逊

      薄板要么弯曲成圆柱形,粘合到曲面托架上并对一面进行机械加工(单机械加工约翰逊),要么两面进行机械加工,然后粘合到曲面托架上(双机械加工约翰逊)。

      圣戈班晶体将根据晶体类型选择最合适的技术,从而获得罗兰圆的尺寸和半径。 

      其他类型的曲率可根据要求进行研究。可提供以下设计:

      • 对数螺旋
      • 椭圆
      • 圆锥形
      • 抛物线
      • 球面
      • 环形 

      生产能力与晶体性质、尺寸以及曲率半径密切相关。 

      Application

      Monochromating crystals

      A monochromating crystal behaves in X-ray spectrometry as does a diffraction grating in optics. When rotated with respect to the incident polychromatic beam (see figure), it will diffract the spectral component along with direction to satisfy Bragg’s law, namely: 2d sin θ = n λ where integer n refers to the diffraction order. 

      Hence, the most important characteristic of a monochromating crystal is the double atomic spacing 2d, which gives the largest wavelength to be diffracted.

      The range of monochromators supplied can be found in Monochromator Crystal Properties along with the usual surface finish, within our control means, to the best intensity-resolution compromise. The optimum depends on each specific case and strongly reflects the nature of the set-up.

      An X-ray spectrometer basically consists of:

      An excitation source which may be either a primary X radiation, in which case one refers to X-ray fluorescence spectrometry. Or an electron beam, inducing a so-called direct emission, used in microprobes and scanning electron microscopes. 

      A monochromating crystal which is used to disperse the various spectral components of the incident beam.

      A detector in order to measure the intensity of the various spectral lines as singled out by the monochromator. 

      The detector offered by Saint-Gobain Crystals combines a Nal(TI) or Lanthanum Bromide scintillator directly coupled to a photomultiplier with a low absorbing MIB or beryllium entrance window.

      Monochromator Crystal Properties

       
      Scroll right for additional crystals →
      Crystal Lithium fluoride Quartz Indium Antimonide Silicon Germanium Pentaerythritol PET Ammonium Dihydrogen Phosphate ADP Beryl Acid Phthalates Crystal
        Thallium TIAP Rubidium RbAP Potassium KAP Cesium CsAP  

      Chemical Formula

      LiF SiO2 InSb Si Ge C(CH2OH2) NH4H2PO4 3BeO,Al2O36SiO2 CO2HC6H4CO2TI CO2HC6H4CO2Rb CO2HC6H4CO2K CO2HC6H4CO2Cs Chemical formula
      Crystal system Cubic Hexagonal Cubic Cubic Cubic Quadratic Quadratic Hexagonal Orthorhombic Orthorhombic Orthorhombic Orthorhombic Crystal System
      Parameters  

       

                              Parameters
      a..................Å.... 4.027 4.913 6.48 5.431 5.658 6.16 7.530 9.21 6.63 6.55 6.46 6.580 a..................Å....
      b..................Å....   4.913           6.16 7.530 9.21 10.54 10.02 9.61 10.752 b..................Å....
      c..................Å....   5.405           8.74 7.542 9.17 12.95 13.06 13.33 12.825 c..................Å....
      ß........................                               ß........................
      Reflecting planes orientations (200) (220) (420) (1011) (1010) (111) (111) (220) (111) (220) (002) (101) (1010) (001) (001) (001) (001) Reflecting planes orientations
      2d in Å  4.027 2.848 1.801 6.684 8.514 7.480 6.271 3.840 6.532 4.000 8.740 10.648 15.950 25.900 26.120 26.640 26.650 2d in Å
      Usual surface finish Cleaved or Treated Treated Treated Polished Polished Polished Polished Polished Polished Polished Cleaved or Treated Polished or Treated Polished Cleaved Cleaved Cleaved Cleaved Usual surface finish
      Reflectivity Intense Intense Average Good Good Intense Intense Average Intense Intense Intense Average Average Intense Intense Good Good Reflectivity
      Calibration elements

      Mo, Fe, Ti

      Mo, Fe Mo Cu Cu Si Cu Cu Cu Cu Al, Si Mg Mg Na, Mg Na Na Na Calibration elements
      Common Applications From K to heavy elements Heavy elements
      Lines splitting
      Heavy elements
      Lines splitting
      As
      Ge (111)
      As PET Quantitative analysis of silicon Extinction of even order spectral lines   Mg Na and following elements F to Al Na to Al, up to F in emission probes Na to Al, up to F in emission probes Na to Al, up to F in emission probes Common applications

       

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