Hintergrundinformationen

Hintergrundinformationen und Simulationstechniken

Im Gegensatz zu sichtbarem Licht lassen sich Röntgenstrahlen außerhalb des sogenannten Totalreflexionsbereiches an Metalloberflächen nur mit außerordentlich hohen Verlusten reflektieren. Röntgen selbst war daher noch der Meinung, dass sich die von ihm entdeckten X-Strahlen nicht umlenken lassen.

Schon kurz nach der Entdeckung der Röntgenstrahlen stellten jedoch Laue und Bragg fest, dass durch die Ausnutzung der Beugung und Überlagerung der Röntgenstrahlen am periodischen Kistallgitter eine "Reflexion" an den Netzebenen des Kristallgitters auftritt. Dies wurde lange Zeit als die einzige Möglichkeit angesehen, Röntgenstrahlen umzulenken oder zu formen. Da jedoch nicht für jede Anwendung geeignete Kristalle gefunden werden können, wurden Anstrengungen unternommen, künstliche eindimensional periodische Strukturen herzustellen. Diese sogenannten Multischichten mit Einzelschichtdicken in Nanometerbereich lösten eine Renaissance auf dem Gebiet der Röntgenoptiken aus.

Zur Vorhersage der optischen Eigenschaften von Nanometer-Multischichten und kompletten optischen Systemen werden unterschiedliche Simulationsstechniken im IWS eingesetzt. Die Berechnung der Reflexion elektromagnetischer Strahlung erfolgt auf Basis der Fresnelschen Formeln für Reflexion und Transmission an Grenzflächen. Die Berechnung der Abbildungseigenschaften vollständiger optischer Systeme wird über geometrische Strahlverlaufsberechnungen vorgenommen. Dies erlaubt effektive Optimierungen der gewünschten Strahl- oder Abbildungscharakteristiken im Vorfeld der Optikfertigung.