Die SR durchläuft auf ihrem Weg vom Quellvolumen zu der zu analysierenden Probe verschiedene Absorberstrecken. Vakuumfenster aus Beryllium und Polyimidfolie (Kapton) sowie die Luftstrecken im experimentellen Aufbau sind fest eingebaute und eigentlich unerwünschte Absorber. Zur Anpassung des weißen Spektrums an die Probe im Hinblick auf ihre Belastbarkeit und die mit der Analyse verbundene Problemstellung , z.B. zum Erreichen maximaler Sensitivität oder kurzer Meßzeiten bei kleinem Strahldurchmesser, dienen Aluminiumabsorber unterschiedlicher Dicken. Die Berechnung der spektralen Verteilung nach Durchlaufen dieser Absorberstrecken erfolgt durch das Lambert-Beer'sche Absorptionsgesetz :
Die einfallende Intensität wird mit der von der
Photonenenergie abhängenden Transmission der Absorber
multipliziert. Hierbei setzt sich die gesamte Transmission aus den
Einzeltransmissionen für die verschiedenen in den Absorbern vorhandenen
Elemente zusammen. Als Argument der Exponentialfunktion findet sich
das Produkt aus Absorptionsquerschnitt
und
der für die Absorption relevanten Flächenbelegung
.
Für reine Materialien entspricht die Flächenbelegung eines Absorbers
dem Produkt aus der mechanischen Dicke
und der Dichte
des Stoffes. Für Absorber, die aus Gemischen oder
Verbindungen mehrerer Elemente bestehen, muß über die zugehörigen
Konzentrationsangaben der Absorber in elementare Schichten zerlegt
und die Flächenbelegung jeder Einzelschicht angegeben werden.
Wegen der Energieabhängigkeit der Absorptionsquerschnitte
wirkt sich ein Fehler in der Angabe der Flächenbelegung
für ein Element nicht nur auf die absolute Intensität des
einfallenden Spektrums aus, sondern verschiebt auch die spektrale
Verteilung. Die zur Berechnung der Transmission verwendeten, aus
Wirkungsquerschnitt-Tabellen stammenden Werte
für
sind ebenfalls mit einem Fehler behaftet.
Dieser Fehler kann in nullter Näherung als energieunabhängig und wie
ein zusätzlicher Fehler in der Flächenbelegung des Absorbers
behandelt werden. Wegen des exponentiellen Zusammenhangs der Transmission
mit
und
können die genannten Fehler in der Angabe
dieser beiden Größen die anregende spektrale Verteilung stark verändern.
In Abb. 13a ist die relative Veränderung der spektralen
Verteilung der SR durch dünne Schichten Aluminium gezeigt.
Wegen der multiplikativen Berechnung der Transmission hintereinander
angeordneter Absorber ist diese relative Veränderung des SR-Spektrums
unabhängig von anderen Absorbern im SR-Strahl, z.B. einem
zusätzlichen 1 mm dicken Aluminiumabsorber.
Die Veränderung des SR-Spektrums durch 20 m ( 50
m )
Aluminium bewirkt in dem in Abb. 13b dargestellten,
für eine Absorberdicke von 1mm Aluminium berechneten SR-Spektrum
bei einem Dickenfehler von 2% (5%) eine deutliche
Verschiebung der spektralen Verteilung, auch wenn die für die
dickeren Absorber berechneten SR-Spektren auf den ersten Blick den
Einruck eines generellen, energieunabhängigen Intensitätsverlustes
vermitteln. Das nach der FPM für die dargestellte spektrale
Verteilung berechnete Verhältnis der Fluoreszenzintensitäten
von Cu-K
zu Ag-K
eines dünnen Kupfer/Silber-Targets
verschiebt sich durch den 2% (5%) -dickeren Absorber um 4% ( 10%).
Durch die Verwendung von Absorbern zur Aufhärtung des SR-Spektrums wird die Abhängigkeit der anregenden spektralen Verteilung (im Bezug auf die Anregung von Fluoreszenzstrahlung) von der Elektronenstrahlqualität vermindert, da die niederenergetischen, stark divergenten Anteile der SR-Strahlung stärker absorbiert werden als die hochenergetischen. Hierdurch werden niederenergetische Beiträge aus den Randbereichen breiter eff. vert. Elektronenverteilungen unterdrückt. Abb. 14 zeigt diesen Zusammenhang am Beispiel einer FP-Rechnung für die Anregung von Fluoreszenzstrahlung in einem dünnen Kupfer/Silber-Target.
Abb. 13a (oben): relative Intensität von
berechneten spektralen Verteilungen für verschiedene Dicken des
Aluminiumabsorbers
Abb. 13b (unten): absolute Intensität von
berechneten spektralen Verteilungen für verschiedene Dicken des
Aluminiumabsorbers
berechnet für eine SR-Verteilung
mit der Elektronenenergie E = 2.30 GeV, dem
Krümmungsradius der Elektronenbahn R = 10.88m,
dem Abstand von Quellvolumen zur Blende d = 16.3m,
einer quadratischen Blende der Seitenlänge b = 0.25mm, einer Breite der
eff. vert. Elektronenverteilung HWHM = 1.0mm ohne Offset
Abb. 14: Das normierte Verhältnis der nach der
FP-Rechnung erwarteten Fluoreszenzintensitäten von Ag-K zu
Cu-K
einer dünnen Kupfer/Silber-Legierung
ist oben gegen die HWHM einer gaußkurvenförmig
angenommenen eff. vert. Elektronenverteilung ohne
Offset dargestellt, unten in Abhängigkeit vom Offset
für eine eff. vert. Elektronenverteilung der HWHM=1mm.
Die Verhältnisse sind nach der Dicke des
Aluminiumabsorbers im SR-Strahl parametrisiert
und berechnet mit einer anregenden spektralen Verteilung
mit der Elektronenenergie E = 2.30 GeV, dem
Krümmungsradius der Elektronenbahn R = 10.88m,
dem Abstand von Quellvolumen zur Blende d = 16.3m,
einer Blende der vert. Breite b = 0.25mm