Wave optical simulations for x-ray nano-focusing optics

Abstract

Gekrümmte Röntgen-Multilagen-Spiegel fokussieren Synchrotron-Strahlung auf wenige zehn Nanometer große Strahlflecke. Die Propagation zweier Lichtwellen durch elliptisch geformte fokussierende Multilagen-Spiegel wird durch eine wellenoptische Theorie beschrieben; dieser analytische Ansatz wird numerisch integriert. Mit diesem Verfahren kann die Schichtstruktur für hohe Reflektivität und geringe Strahl-Aberrationen optimiert werden. Wir zeigen Simulationen aktueller und neu entwickelter Synchrotron-Strahlrohre. Die Grenzen der Theorie werden anhand von Modell-Parametern untersucht.Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit partieller räumlicher Kohärenz, modelliert mit der Methode der stochastischen Superpositionen. Propagation und Filterung der Kohärenzeigenschaften eines Röntgenstrahls in einem Wellenleiter werden analytisch und numerisch untersucht. Das vorgestellte, anschauliche Modell soll die Entwicklung und Überprüfung neuer Algorithmen im Bereich der kohärenten Abbildung unterstützen. Wir vergleichen die Ergebnisse von Simulationen, die auch Realstruktureffekte berücksichtigen, mit experimentellen daten aus dem GINIX-Instrument am Kohärenz-Strahlrohr P10 an der PETRA III-Quelle am DESY.Diese Arbeit zeigt Ergebnisse aus einer Kollaboration zwischen der Georg-August-Universität Göttingen und der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble.