Feuille de calculs pour cahier des charges techniques 1. Courbures

Feuille de calculs pour cahier des charges
techniques
1. Courbures
2. Erreurs longitudinales de l'ensemble M1 :
1. Il y a réflexion sur le miroir M1
faibles énergies
de 4 à 22 keV => Si(1,1,1)
2. elles se comparent à la largeur de Darwin du premier cristal Si(1,1,1), qui vaut au mieux 12.342
rad à 22 keV
3. On veut au moins un facteur 3 en dessous de cette valeur pour s'assurer de la stabilité de l'énergie
sélectionnée par le monochromateur
4. Facteur 2 de sécurité
les erreurs longitudinales demandées varient de 2 à 4 rad
5. Si on remplace le Si(1,1,1) par du Si(3,1,1) pour augmenter la résolution dans cette gamme
d'énergie, la largeur de Darwin devient 4.838 rad
3. Miroir M1
Les calculs se trouvent détaillés dans le document intitulé <<Miroir M1>>
revêtement de
Rhodium de 500 Å à 3 Å de rugosité.
1. On prend la plus grande longueur possible de miroir, en tenant compte de la place disponible et
des marges constructeurs habituelles
longueur de 1250 mm
2. Pour la largeur : on veut intercepter 2 mrad de faisceau horizontal, soit une largeur éclairée de
. On prend une marge de 5 mm de part et d'autre
la surface polie
fait 1250*80 mm2.
3. Marge de 15 mm de part et d'autre pour le refroidissement, et marge de 50 mm de part et d'autre
sur la longueur
dimensions extérieures de 1350*110 mm2
4. Courbeur de M1
1. Il doit laisser passer tout le flux incident et réfléchi, même lorsque le miroir est escamoté : la
divergence naturelle max à prendre en considération est celle de la plus basse énergie de travail, soit
4 keV
0.28 mrad, ce qui correspond à une hauteur de nappe de
. Après
réflexion, cette nappe garde sa section en hauteur (principe de la réflexion sur une parabole) mais se
trouve inclinée de 2*inclinaison, soit au pire 14 mrad. Les faces d'entrée et de sortie sont quant à
elles inclinées de 7 mrad au pire, soit une section verticale de
mm.
2. Il faut pouvoir complètement escamoter le miroir : on l'escamote vers le bas d'au moins la moitié
de la hauteur du faisceau + 5 mm de marge, soit à
on prend 10 mm. Le
dégagement total minimal nécessaire est donc de
mm (5 mm de marge vers le
haut) : on prendra 20 mm.
3. Le courbeur permettra de faire passer en entrée et sortie une nappe de faisceau de 20 mm de haut
(ouverture centrée sur le niveau moyen du faisceau)
4. Pour la largeur, on prend une ouverture au moins aussi large que la partie polie du miroir. On
ajoute à ça une marge de 5 mm
90 mm
5. Support et enceinte à vide M1
1. Inclinaison réglable de 3.0 mrad (coupure à 22 keV) à 7.5 mrad (coupure à 10 keV) avec une
précision sur l'énergie de coupure de 1 keV
précision de 0.1 mrad suffit.
2. Inclinaison transverse pour compenser les erreurs de pentes du miroir et du sol / faisceau : de -1 à
1 mrad devraient suffire. Pour la précision, elle se compare à l'erreur de pente transverse tolérée sur
le miroir : on demande donc 2 fois moins, soit 10 rad
3. Décalage horizontal manuel pour centrer le faisceau sur la face polie du miroir
6. Miroir M2
1. longueur identique à celle de M1 : 1250 mm utile pour 1350 mm de long en tout
2. largeur : la largeur max est atteinte sur les cristaux du mono qui sont à environ 38 m de la
source : 76 mm. Le point de CV théorique est donc situé à
m. Comme le
centre de M2 est à 40.5 m de la source, le faisceau ne fait plus que
Avec notre marge usuelle de 5 mm, la largeur totale utile est de 70 mm.
mm.
7. Courbeur M2
1. Comme pour M1, il faut pouvoir escamoter le miroir M2. Si on l'escamote, s'est alors que le
faisceau garde sa divergence naturelle et ne change de hauteur que du fait de la diffraction dans le
monochromateur. La divergence naturelle max à prendre en considération est celle de la plus basse
énergie de travail, soit 4 keV
0.28 mrad. Soit une nappe de 0.28*40.5=11.4 mm.
2. Il faut que lors d'un scan en énergie, la fenêtre d'entrée laisse bien passer le faisceau diffracté par
le mono quel que soit l'angle de diffraction. On estime à la louche que cette hauteur varie de 3 mm
au cours d'un scan. (Attention! gap fixe durant un scan, mais gap variable entre deux scans).
3. Résumons : pour l'escamotage à énergie fixe : déplacement vers le haut (miroir face
réfléchissante vers le bas) de
mm. On prend 11 mm. A cela, on ajoute les 3 mm dû
au monochromateur, soit 14 mm qu'on arrondi à 25 mm en prenant une marge de 10 mm. On peut
alors prendre une ouverture carré de 25 mm de haut centrée en entrée et sortie.
4. Pour les rayons de courbure : il faut faire converger verticalement le faisceau à 50.5-40.5=10 m
lorsqu'on focalise directement sur l'échantillon ou bien 4 m avant lorsque l'on utilisera la microfocalisation. Cela donne une gamme de courbure de 10 à 1 km
8. Support et enceinte à vide M2
1. Il faut pouvoir amener le centre du miroir M2 à la hauteur du faisceau incident qui est montant.
D'une part, celui-ci a parcouru 40.5-34.5=6 m incliné au pire à 2*7.5=15 mrad, soit une variation de
hauteur de 6*15=90 mm. D'autre part, celui-ci a subit une translation systématique vers le haut de
l'ordre de 10 à 20 mm dû au monochromateur, soit 10 mm par rapport à la position basse du miroir.
Le positionnement final a besoin d'être précis en ce qui concerne l'ajustement de la hauteur. La
plage de variation est donc de 90+10=100 mm. Notons que l'angle de déviation minimale est de
2*3=6 mrad, soit un déplacement verticale minimal de 6*6=36 mm.
2. A haute énergie, le miroir M1 est escamoté vers le bas. Pour M2. l'équivalent serait d'escamoter le
miroir vers le haut. Hors, le bender est trop grand => il faut laisser filer le faisceau entre la surface
de M2 qui est vers le bas et l'axe des rouleau qui permettent la courbure. La hauteur de base de
faisceau est alors de 1400+décalage mono : entre 1410 et 1420. Ainsi, avec un miroir dont la
référence de hauteur 0 est à 1410 mm du sol, il faut placer le miroir à
.
3. Au final, la plage de variation nécessaire est de 0 à +100 mm, pour une hauteur de référence à
1410 mm. RECTIFICATION PAR RAPPORT AUX CCTP QUI DEMANDE 0/135