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Ein Mitarbeiter der ZEISS SMT reinigt die Oberfläche der X-ray Mirror
Synchrotron-Optiken

Brillante Synchrotron-Optiken für die Forschung

Hochleistungs-Strahlführung und Beamforming

ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology (SMT) befähigt seit mehr als 30 Jahren Forschungsinstitute weltweit mit präzisen Synchrotron-Optiken und Röntgengittern. Für Strukturanalysen und die Anwendung in Monochromatoren. Für Grundlagenforschung in der Physik, Biologie und Materialwissenschaften. Für eine Fülle unschätzbarer Informationen. Für Forschende jeden Tag.

  • Spiegel mit bis zu 1.500mm Länge
  • Vielfältige Materialien möglich
  • Individuelle Fertigung

Spiegel und Gitter höchster optischer Güte

Synchrotron-Optiken und Röntgengitter von ZEISS SMT

  • 1.500 mm

    Spiegel mit bis zu ca. 1.500 x 200 x 100 mm²

  • <50 nrad

    Slope Error <50 nrad auf Planspiegeln bis ca. 200 mm Länge

  • <0,15 nm

    Rauheit unter 0,15 nm RMS auf Planspiegeln bis 700 mm Länge

Synchrotron-Strahlung in der Forschung

Synchrotronstrahlung bei der ZEISS SMT

Quelle: www.diamond.ac.uk

Neue Möglichkeiten

Die Synchrotron-Strahlung ist ein leistungsfähiges Tool für die Grundlagenforschung und die angewandten Wissenschaften. Das zunehmende Interesse daran zeigt sich nicht zuletzt in der steigenden Zahl großer Synchrotron-Strahlungslabore weltweit. Neue Generationen von Synchrotron-Strahlungsquellen mit höherer Energiedichte, wie Freie-Elektronen-Laser (FEL), eröffnen neue Möglichkeiten.

Struktur eines Snychrotrons mit Blick ins Innere und Aufbau

Quelle:  EPSIM 3D/JF Santarelli, Synchrotron Soleil

Was ist Synchrotron-Strahlung?

Es ist eine elektromagnetische Strahlung, die in Technik und Wissenschaft zur Strukturaufklärung von verschiedenen Materialien verwendet wird. Der Vorteil gegenüber anderen Methoden besteht darin, dass mit Synchrotron-Strahlung eine besonders hohe Brillanz – sprich eine optimale Bündelung des elektromagnetischen Strahls – erzeugt werden kann. ZEISS SMT leistet hierzu mit seinen Synchrotron- und Kirckpatrick-Baez-Optiken einen entscheidenden Beitrag.

Teilchenbeschleuniger im Ganzen sichtbar

Teilchen- und Ringbeschleuniger

Als Synchrotron bezeichnet man bestimmte Arten von Teilchenbeschleunigern. In ihnen wird ein magnetisches Feld zur Lenkung der Teilchen und das elektrische Feld zur Beschleunigung genau auf das sich fortbewegende Teilchenpaket abgestimmt. Sie gehören zu den Ringbeschleunigern. In ihnen werden Elementarteilchen, Ionen oder Moleküle auf sehr hohe Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Brillante Forschung dank ZEISS

Spiegel und Gitter für Synchrotrons
Mitarbeiterin arbeitet an der Herstellung optischer Komponenten mit einem Laser

Ihr zuverlässiger Partner

ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology (SMT) ist der zuverlässige Partner für die Herstellung von Röntgenoptiken zur Anwendung in Synchrotron und Freie-Elektronen-Laser (FEL). Wir fertigen optische Komponenten und Module höchster Qualität für Synchrotron-Strahlung und andere Anwendungen von Röntgenstrahlen sowie Gitter für die Anwendung im Röntgenlicht.

  • Synchrotronoptiken von ZEISS SMT
    Synchrotronoptiken von ZEISS SMT

    Optikgeometrie

    Das Spektrum ist dabei denkbar breit und reicht von den Basisgeometrien (plan, sphärisch, zylindrisch, toroidal) über konische Schnitte (parabolisch und elliptisch), kombinierte Oberflächengeometrien und Freiformflächen. Emitter mit höherer Brillanz und Strahlleistung stellen immer höhere Anforderungen an die Beamline-Optiken.

  • Bearbeitung von Synchrotron bei ZEISS SMT

    Das passende Material

    Das Spiegelsubstrat bestimmt die spezifischen Eigenschaften der Optik. Gute optische Bearbeitbarkeit, Langzeitstabilität, hohe Wärmebelastbarkeit und Verträglichkeit im Ultrahochvakuum (UHV) sind entscheidend. Aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, geringen Degradation und guten Verfügbarkeit fertigt ZEISS SMT hauptsächlich Optiken aus monokristallinem Silizium. Glas oder Keramik sind ebenfalls möglich.

  • Ein Spiegel von ZEISS SMT wird poliert

    Perfekt poliert

    Das perfekte Polieren ist eine Grundvoraussetzung, um Spiegel und Gittersubstrate von allerhöchster Qualität herzustellen, die Strahlung lenken und fokussieren. Bei Spiegeln für Synchrotron-Optiken erreicht ZEISS SMT Formgenauigkeiten von weniger als 100nrad (RMS) für stark deformierte asphärische Komponenten sowie Oberflächengüten von weniger als 50nrad (RMS) für Planspiegel.

  • Ein Mitarbeiter der ZEISS SMT beobachtet das Messverfahren ganz genau

    Ultragenau vermessen

    ZEISS SMT bietet alle gängigen Messverfahren zur Analyse und Qualifikation der Optiksysteme an: Interferometrie, 3D-Profilometrie (CMM), Mikrointerferometrie und AFM-Analyse. Sie können flexibel je nach Kundenanforderung eingesetzt werden.

      

  • Produktbild eines Beschichtungslabors

    Mit Beschichtung veredelt

    Synergien zwischen den verschiedenen ZEISS Beschichtungslaboren und deren Erfahrung ermöglichen ein breites Spektrum an Beschichtungen. Zu den Standards gehören sämtliche Metallbeschichtungen wie Gold (Au), Platin (Pt), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Chrom (Cr), Nickel (Ni), sowie organische Beschichtungen aus Kohlenstoff (C), Borkarbid (B4C) oder Siliziumcarbid (SiC).

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Häufig gestellte Fragen

  • Synchrotron-Optiken sind Optiken, die Verwendung in einem Synchrotron (Teilchen- und Ringbeschleuniger) finden. Dort werden sie für die Strahlformung eingesetzt – meist für Röntgenstrahlung unter streifendem Einfall. In vielen Fällen liegen die Einfallswinkel der Strahlung bei unter 1°. Dies ergibt eine charakteristische sehr lange, dabei jedoch schmale Geometrie. Synchrotron- und Röntgenoptiken sind am häufigsten aus monokristallinem Silizium, seltener auch aus technischen Gläsern oder Keramiken gefertigt.

  • Die Anwendung von Synchrotron- und Röntgenoptiken liegt hauptsächlich in beschleunigerbasierten Lichtquellen, wie etwa Synchrotrons oder Freie-Elektronen-Laser (FEL). ZEISS Optiken übernehmen dabei die Strahlführung von der Quelle hin zum Experiment. Hierbei lassen sich fokussierende, aufweitende oder umleitende Eigenschaften der verschiedenen Oberflächengeometrien nutzen.

  • Ein Synchrotron ist eine Großforschungsanlage zur Erzeugung von breitbandiger elektromagnetischer Strahlung („Licht“). Als Lichtquelle stellt sie Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, EUV-Licht sowie Röntgenstrahlung gleichermaßen zur Verfügung. Vor allem in der Grundlagenforschung kommt der Teilchenbeschleuniger für die Erforschung physikalischer und chemischer Zusammenhänge zum Einsatz.
    Dafür werden im Synchrotron elektrisch geladene Teilchen (Elektronen) auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Beim Ablenken dieser Teilchen wird elektromagnetische Strahlung emittiert: Die Synchrotron-Strahlung.

Alles ist denkbar - vieles ist möglich

Mit der jahrzehntelangen Erfahrung im Bereich Synchrotron-Optiken und Röntgengitter ist ZEISS SMT heute einer der führenden Optikhersteller weltweit. Kontinuierliche Fortschritte bei Herstellungsverfahren, Messtechnik und Beschichtung bieten unseren Kunden modernste Produkte auf dem neuesten Stand der Technik – für eine optimale Strahlführung. Mit leistungsfähigen und hochpräzisen Mess- und Fertigungstechniken ist es uns möglich, optische Komponenten höchster Güte anzubieten und dabei die Grenzen der optischen Toleranzen immer wieder aufs Neue auszuloten. Kontaktieren Sie gerne unsere Expertinnen und Experten.

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