В основе спектра поглощения рентгеновских лучей лежит точное измерение коэффициента поглощения рентгеновских лучей материалом, изменяющегося с энергией фотона, что расшифровывает информацию об атомном типе, химическом валентном состоянии и локальной структуре элемента. Успех этой задачи « энергетического декодирования» в значительной степени зависит от точного управления всей цепью от источника до монохроматизации.

Источники синхронного излучения: начало высокой интенсивности и широкого спектра

Источник синхронного излучения является идеальным источником света для измерения XAS. Рентгеновские лучи, которые он производит, имеют уникальные преимущества высокой интенсивности, хорошей точности и непрерывной регулировки энергии. Высокая прочность обеспечивает получение высококачественных данных в разреженных образцах или в ходе быстрого процесса; Широкий непрерывный спектр (белый свет) обеспечивает широкий диапазон « сырья» для последующей монохроматизации, что делает возможным измерение на краю поглощения любого элемента. Это основа лабораторных рентгеновских источников.

Система монохроматизации: ректификационная колонна от "белого света" до "монохроматического света"

Монохромная система - это « сердце» XAS, задача которого состоит в том, чтобы точно « вырезать» рентгеновские лучи с одной энергией и высокой чистотой из непрерывного спектра, генерируемого синхронным излучением. Его основным компонентом является бикристаллический монохроматор.

Принцип работы: основан на законе дифракции Праги (2dsin тета = n λ). Благодаря точному вращению пары высококачественных кристаллов (таких как Si (111)) рентгеновские лучи с определенной длиной волны (энергией) удовлетворяют дифракционным условиям и, таким образом, отражаются в оптическом пути образца.

Энергетическое сканирование: непрерывное и точное сканирование выходной рентгеновской энергии может быть достигнуто путем непрерывного изменения угла вращения кристалла тета, что является основой для получения всей спектральной карты поглощения.

Ключевая оптимизация: двойные кристаллы используются для поддержания стабильности пространственного положения выходного луча; Выбор материала и поверхности кристалла определяет энергетическое разрешение, эффективность работы и доступный диапазон энергии монохроматора.

3.Полноканальная синергия: достижение точного "декодирования"

Эффективность источника света и монохроматора определяет качество конечных данных.

Высокое разрешение: хорошая точность синхротронного излучения взаимодействует с высокой точностью монохроматических кристаллов, достигая энергетического разрешения (обычно до дельты E / E ~ 10 ⁻), что позволяет различать слабые ударные структуры перед поверхностью поглощения для химического анализа.

Высокое отношение сигнала к шуму: Высокий поток источника света и высокая эффективность монохроматора делают монохроматический свет, излучаемый на образец, достаточно сильным, обеспечивая мощный сигнал для детектора и эффективно подавляя фоновый шум.

Стабильность: Механическая и тепловая стабильность всей системы оптического пути является ключом к обеспечению точного дрейфа энергетической шкалы во время длительного сканирования.

Подводя итог вышесказанному, от « сырьев», предоставляемых источником синхронного излучения, до « ректификации», выполняемой монохроматической системой, эта сложная оптическая связь в совокупности составляет краеугольный камень « энергетического декодирования» рентгеновского абсорбционного спектрометра, что позволяет нам видеть детали атомного уровня внутри вещества.