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Characterization of cryogenically cooled dual symmetric silicon geometry, Si(111)/Si(311), for the double-crystal monochromator on BL11XU at SPring-8

SPring-8 BL11XUにおける液体窒素冷却面切替分光結晶Si(111)/Si(311)の特性評価

戸澤 一清*; 桐山 幸治*; 三井 隆也; 塩飽 秀啓; 原見 太幹

Tozawa, Kazukiyo*; Kiriyama, Koji*; Mitsui, Takaya; Shiwaku, Hideaki; Harami, Taikan

大型放射光施設SPring-8において原研ビームラインBL11XUの分光結晶として、水冷ダイヤモンド結晶に代わり液体窒素冷却Si結晶を導入した。6keVから70keVまでの利用エネルギー全範囲でX線性能を向上させるために、Si(111)及びSi(311)の2個の結晶面を入射X線に垂直な水平軸(X軸)駆動ステージにより切り替えることのできるシステムを採用した。まず、結晶ホルダの組立などにより結晶に発生する歪みを見積もるために、結晶ホルダに結晶を組み込んだ状態における結晶性の評価をオフラインで行った。MoK$$alpha$$$$_{1}$$線を用い二結晶平行配置で両結晶面の第二結晶についてX線の入射位置を変化させてロッキングカーブ測定を行った。得られたロッキングカーブの半値幅はいずれもX線の入射位置に依存せず一様で、理論値とほぼ同等であり、結晶性が良いことがわかった。BL11XUにおいてアンジュレータ光を用いて強度測定及びロッキングカーブ測定を行った。結果的に、いずれの結晶面も十分な出力強度の増加が得られ、高熱負荷によるロッキングカーブの半値幅の増幅もなく、X線性能の飛躍的な向上が実現した。

Liquid-N$$_{2}$$-cooled Si crystals replaced water-cooled diamond crystals for the double-crystal monochromator on BL11XU at SPring-8. To use the whole energy from 6keV to 70keV, we adopted the system of alternative dual symmetric Si geometry, Si(111)/Si(311), which can be switched by a horizontal translation (X) stage perpendicular to the beam axis. Before the experiment on BL11XU, the off-line evaluation was performed to estimate the degree of the crystal strain, which may arise from the way of assembling. With MoK$$alpha$$$$_{1}$$, rocking curves from the crystals were measured for the second crystal of the double-crystal diffractometer of parallel setting. Each of the observed FWHM was almost constant and identical to the calculated value wherever X-rays hit on the crystal surface. By the use of synchrotron radiation from the undulator the crystals were tested and then the characterization was performed. The observed intensities and rocking curves resulted in that each crystal was good for BL11XU and that the performance of X-ray reflection was improved.

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