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Dissertations / Theses on the topic 'Röntgenstrahlung'
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Eberl, Christian [Verfasser]. "Multilagenzonenplatten für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung / Christian Eberl." Göttingen : Universitätsverlag Göttingen, 2016. http://d-nb.info/1154361489/34.
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Patommel, Jens. "Entwicklung einer hochauflösenden Kamera für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung." Master's thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2011. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-64429.
Full textAbstract:
Seit mit den Synchrotronstrahlungsquellen dritter Generation hochbrillante Röntgenquellen zur Verfügung stehen, haben sich Vollfeldmikroskopie und Rastersondenmikroskopie mit harter Röntgenstrahlung als besonders nützliche Untersuchungsmethoden etabliert. Insbesondere bei der vergrößernden Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung werden Röntgenkameras mit hoher Anforderung bezüglich der Ortsauflösung benötigt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein zweidimensionaler Röntgendetektor für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung entworfen, gebaut und im Experiment getestet und charakterisiert. Hauptaugenmerk war dabei ein möglichst hohes Ortsauflösungsvermögen des Detektors verbunden mit einem großen effektiven dynamischen Bereich. Als vielversprechendes Konzept erwies sich dabei die Verwendung eines einkristallinen Szintillators, der mittels einer Mikroskopoptik auf einen CCD-Chip abgebildet wird. Im Experiment stellte sich heraus, dass der im Zuge dieser Diplomarbeit konzipierte Flächendetektor sämtliche an ihn gestellten Anforderungen hervorragend erfüllt. Obwohl ursprünglich für die vergrößernde Tomographie mit harter Röntgenstrahlung entwickelt, findet die Röntgenkamera darüber hinaus beim Justieren nanofokussierender refraktiver Röntgenlinsen in Rastersondenmikroskopen VerwendungWith the advent of highly-brilliant third generation synchrotron radiation sources, hard x-ray full-field microscopy and hard x-ray scanning microscopy were developed and have been shown to be excellent methods for scientific investigations. Especially for magnified hard x-ray full-field microscopy, there is the need for two-dimensional x-ray detectors with highest demands on spatial resolution and effective dynamic range. In the course of this diploma thesis, such an area x-ray detector with high spatial resolution and large dynamic range was designed and built and then tested and characterized in experiment. The high-resolution x-ray camera consists of a visible light microscope which images the sensitive layer of a single-crystal scintillator on the CCD chip of a CCD camera. A test experiment gave evidence that the x-ray camera actually fulfills all the requirements with regard to spatial resolution, sensitivity and effective dynamic range. Originally, the detector was developed for magnified hard x-ray tomography, but in addition, it is applied for alignment purposes of nanofocusing refractive x-ray lenses in a hard x-ray scanning microscope
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Dellith, Jan. "Beiträge zur röntgenmikroanalytischen Charakterisierung anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe auf der Basis niederenergetischer M-Strahlung." Doctoral thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-1501379.
Full textAbstract:
Aufgrund unikaler Eigenschaften haben die Seltenerdelemente (SEE) Bedeutung in vielen Bereichen der modernen Technik. So stellt im IPHT Jena die Entwicklung aktiver optischer Fasern auf der Grundlage SEE-haltigen Quarzglasmaterials einen Schwerpunkt dar. Um die Materialentwicklung via Elektronenstrahl-Mikroanalyse adäquat begleiten zu können, sind genaue Atomdaten eine Grundvoraussetzung. Recherchen sowie praktische Erfahrungen zeigen jedoch, dass die Kenntnis der charakteristischen Röntgenstrahlung noch immer unvollständig ist, was besonders im Falle der M-Strahlung der SEE zutrifft. Als Folge kann es, vor allem bei der Anregung mit niederenergetischen Elektronen, zu falschen Analysenergebnissen kommen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der detaillierten Untersuchung der M-Spektren der Elemente Z=55 bis Z=71 mittels energie- und wellenlängendispersiver Spektrometrie. Neues Datenmaterial wird präsentiert und dessen praktische Bedeutung anhand ausgewaehlter Beispiele der Analyse anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe aufgezeigt.
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Brauckmann, Stephanie [Verfasser], Oswald [Gutachter] Willi, and Alexander [Gutachter] Pukhov. "Erzeugung von Röntgenstrahlung durch intensive Laserpulse / Stephanie Brauckmann ; Gutachter: Oswald Willi, Alexander Pukhov." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2018. http://d-nb.info/1152076256/34.
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Blankenburg, Malte [Verfasser]. "Untersuchung der Mikrostruktur von rührreibgeschweißten Stählen mittels in situ Experimenten mit hochenergetischer Röntgenstrahlung / Malte Blankenburg." Kiel : Universitätsbibliothek Kiel, 2017. http://d-nb.info/1124841075/34.
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Taubert, Nicole. "Evaluation des Lungenultraschalls bei der Diagnostik des Atemnotsyndroms von Neu- und Frühgeborenen zur Reduktion von Röntgenstrahlung." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-207027.
Full textAbstract:
Das Atemnotsyndrom (ANS) ist eine der häufigsten Atemwegserkrankungen von Frühgeborenen. Es ist bei Kindern, die nach der Geburt auf neonatologischen Intensivstationen betreut werden, häufig
behandlungsbedürftig. Daher gibt es für das ANS einen etablierten und gut untersuchten Diagnostik- und Behandlungsalgorithmus. Zur Diagnostik dienen insbesondere eine klinische Untersuchung und eine Röntgenaufnahme des Thorax. Diese Röntgenuntersuchung ist allerdings mit verschiedenen Belastungen für Patienten und Personal verbunden, wobei vorrangig die ionisierende Strahlung zu nennen ist.
Um diese Strahlenexposition bei den Kindern zu verringern, sollte in dieser Arbeit untersucht werden, wie exakt die Diagnosestellung des ANS mittels Lungenultraschall möglich ist. Zusätzlich sollte analysiert werden, ob die Ergebnisgenauigkeit des Lungenultraschalls beim ANS von bestimmten Faktoren abhängig ist und wie stark die klinische Symptomatik der Kinder mit dem bildmorphologischen Schweregrad des ANS übereinstimmt.
In dieser Promotionsarbeit wurden 65 Neu- und Frühgeborene der neonatologischen Intensivstation der Universitätsklinik Leipzig retrospektiv untersucht. Dabei konnten wir zeigen, dass die bildmorphologischen Ergebnisse der Neonatologen und Radiologen häufig miteinander übereinstimmten. Die Ergebnisgenauigkeit war besonders hoch, wenn die Kinder ein geringes Gestationsalter aufwiesen, mit einer Atemhilfe versorgt waren oder zusätzlich Sauerstoff mit einer FiO2>0,25 erhielten. Der Lungenultraschall war nur in geringem Ausmaß vom jeweiligen Untersucher abhängig. Die Höhe der FiO2 war am besten geeignet, um den klinischen Schweregrad des ANS abschätzen zu können.
Aufgrund der guten Studienlage und unserer exzellenten Ergebnisse empfehlen wir die Verwendung des Lungenultraschalls als zusätzliche Untersuchungstechnik bei der ANS-Diagnostik. Als alleinige Diagnostik ist die Lungensonographie besonders bei der Verlaufs- und Therapiekontrolle des ANS geeignet.
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Gaußmann, Fabian [Verfasser], Georg [Akademischer Betreuer] Pretzler, and Stephan PhD [Akademischer Betreuer] Schiller. "Optimierung lasererzeugter harter Röntgenstrahlung durch Anpassung des Plasmagradienten / Fabian Gaußmann. Gutachter: Stephan PhD. Schiller. Betreuer: Georg Pretzler." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2012. http://d-nb.info/1019202041/34.
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Miederer, Alexander Frank [Verfasser], and Luitpold [Akademischer Betreuer] Distel. "Untersuchung zur spezifischen Strahlenempfindlichkeit humaner Fibroblasten mit Röntgenstrahlung verschiedener spektraler Zusammensetzung / Alexander Frank Miederer. Gutachter: Luitpold Distel." Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2014. http://d-nb.info/1065270089/34.
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Schönlein, Andreas [Verfasser], René [Gutachter] Reifarth, and Olga [Gutachter] Rosmej. "Erzeugung von intensiver Röntgenstrahlung und Materie hoher Energiedichte durch laserbeschleunigte Elektronen / Andreas Schönlein. Gutachter: René Reifarth ; Olga Rosmej." Frankfurt am Main : Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg, 2015. http://d-nb.info/1103030329/34.
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Meyer, Dirk C., and Christian G. Schroer. "Röntgenblick in der Nanowelt." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1188472828654-85884.
Full textAbstract:
For investigations of ordered nanometre structures and for high-precision measurement of the atomic order in crystalline solids, X-ray diffraction is the most important tool. With the aid of X-ray microscopy, unordered and even living objects can also be imaged directly. The resolution of these images, applying different contrast techniques representing the state of the art, reaches the nanometre range. In the future, a synthesis of both methods could yield a shift of the spectral resolution down to the atomic levelFür die Aufklärung geordneter Nanometer-Strukturen und die hochpräzise Vermessung der Atomanordnung in kristallinen Festkörpern ist die Röntgenstrahlbeugung das wichtigste Werkzeug. Mit Hilfe der Mikroskopie mit Röntgenstrahlung können auch ungeordnete und sogar lebende Objekte direkt abgebildet werden. Die Auflösung dieser Abbildungen unter Nutzung verschiedener Kontraste erreicht nach dem Stand der Technik gerade die Grenze des Nanometerbereiches. Für die Zukunft wird eine Synthese beider Methoden und so auch die weitere Verschiebung der Grenze der erreichbaren Auflösung erwartet
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Lehnert, Anna. "Establishment of the Physical and Technical Prerequisites for the Determination of the Relative Biological Effectiveness of Low-energy Monochromatic X-rays." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1141217535182-34020.
Full textAbstract:
Low-energy X-rays in the range 10 - 50 keV have a wide application. One important application in radiological diagnostics is mammography, whereas, in radiotherapy, they are used for irradiation of superficial tumours, in brachytherapy and photon activation therapy. The importance of soft X-rays for fundamental radiobiological research is based on the fact, that all species of ionizing radiation produce a wide spectrum of secondary electrons, mainly responsible for the primary damage to be transformed into an observable radiobiological effect. By variation of the primary soft X-ray energy, a variation in the secondary electron spectra and therefore in the local energy deposition is provided. However, up to now no definitive conclusions about the relative biological effectiveness (RBE) of soft X-rays can be made due to its dependence on the photon energy, biological endpoint and dose range and the consequent large spread of the published data. The superconducting electron linear accelerator of high brilliance and low emittance (ELBE) at the Forschungszentrum Rossendorf with an electron energy up to about 40 MeV is used, among all, to generate X-rays in a wide energy range. One method for production of intensive, quasi-monochromatic X-rays in the energy range 10 - 100 keV tunable in energy, is by channeling of electrons in a perfect crystal. This X-ray source has many advantages over the most widespread X-ray source, which is the X-ray tube. Although the physical basis of the channeling effect has been previously investigated, the feasibility of an X-ray source based on channeling radiation (CR) for radiobiological studies has been for the first time theoretically and experimentally studied and a dedicated CR source built and optimised in the frame of this thesis. CR has been theoretically characterised in order to estimate its applicability for radiobiological studies. A good agreement between the theoretical predictions and the measured data has been found. The intrinsic properties of the CR source have led to the conclusion that monochromatisation is necessary. A monochromator based on HOPG mosaic crystals, was designed and manufactured. The dosimetrical methods have been investigated at the CR source as well as at an X-ray tube. Absolute dose measurements using an ionisation chamber and spectral dose distribution determination using semiconductor detectors have been performed. In addition, an unconventional system based on thermally stimulated exoelectron emission (TSEE) detectors, allowing to measure dose in a small volume and in the real cell environment has been tested and has proven itself appropriate in a variable dose range and in a liquid environment, in cases where reproducible laboratory conditions are provided. The biological endpoints clonogenic cell survival and micronucleus induction have been optimised for two established cell lines. The human mammary epithelial cells MCF-12A have been chosen due to the importance of RBE of soft X-rays for determination of risk from mammography. On the other hand, the use of the widespread mouse fibroblast cell line NIH/3T3 allows to compare the results with previously published data. The influence of the specific irradiation procedure at ELBE on the control level of cell survival and micronucleus induction has been tested and an irradiation system was developed and constructed. In addition, the RBE for soft X-rays was determined by X-ray tube irradiation at the Medical Department of Technische Universität Dresden. The RBE of 10 kV and 25 kV X-rays relative to 200 kV X-rays was determined. The RBE was found to be in the range from 1.0 to 1.4, depending on the used radiation quality, cell line and the biological endpoint, in agreement with previously published data for the same radiation qualities. These results confirm that systematical studies of RBE dependence on photon energy at the ELBE CR source are necessary and feasible.
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Gotz, Malte, Leonhard Karsch, and Jörg Pawelke. "Ortsdosimetrie in gepulsten Strahlungsfeldern." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-165038.
Full textAbstract:
In dem Bericht werden Methoden und Ergebnisse experimenteller Untersuchungen an verfügbaren Ortsdosisleistungsmessgeräten in Feldern gepulster, ionisierender Strahlung beschrieben. Es zeigte sich, dass die meisten Messgeräte nur erheblich eingeschränkt für die Messung dieser Art Strahlung geeignet sind. Ionisationskammern, soweit einsetzbar, stellen das geeignetste der untersuchten Messprinzipien dar.
Felder gepulster Strahlung treten bei einer Vielzahl industrieller, medizinischer und wissenschaftlicher Anwendungen auf. Die Veröffentlichung richtet sich an die in diesen Bereichen tätigen Strahlenschützer.
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Attanasio, Philipp [Verfasser]. "Auftreten und Vermeidung von Komplikationen bei elektrophysiologischen Eingriffen: Fokus auf besonders gefährdete Patientengruppen und Reduktion von Röntgenstrahlung / Philipp Attanasio." Berlin : Medizinische Fakultät Charité - Universitätsmedizin Berlin, 2019. http://d-nb.info/1189660261/34.
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Lehnert, Anna. "Establishment of the physical and technical prerequisites for the determination of the relative biological effectiveness of low-energy monochromatic X-rays." Doctoral thesis, [S.l.] : [s.n.], 2005. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=979444632.
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Pfeifer, Thomas. "Adaptive control of coherent soft x-rays." Doctoral thesis, [S.l. : s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=976064227.
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Eberl, Christian [Verfasser], Hans-Ulrich [Akademischer Betreuer] [Gutachter] Krebs, Konrad [Gutachter] Samwer, and Peter [Gutachter] Schaaf. "Multilagenzonenplatten für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung / Christian Eberl. Betreuer: Hans-Ulrich Krebs. Gutachter: Hans-Ulrich Krebs ; Konrad Samwer ; Peter Schaaf." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2016. http://d-nb.info/1110148046/34.
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Hoppe, Robert [Verfasser], and Christian G. [Akademischer Betreuer] Schroer. "Anpassung und Optimierung des ptychographischen Modells für die quantitative Mikroskopie mit kohärenter Röntgenstrahlung und sichtbarem Laserlicht / Robert Hoppe ; Betreuer: Christian G. Schroer." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2019. http://d-nb.info/1190285738/34.
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Reese, Michael Verfasser], Tim [Akademischer Betreuer] [Salditt, and Gerd [Akademischer Betreuer] Marowsky. "Herstellung von Optiken für weiche Röntgenstrahlung und deren Charakterisierung an Labor- und Synchrotronstrahlungsquellen / Michael Reese. Gutachter: Tim Salditt ; Gerd Marowsky. Betreuer: Tim Salditt." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2012. http://d-nb.info/1043595910/34.
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Jochmann, Axel. "Development and Characterization of a tunable ultrafast X-ray source via Inverse Compton Scattering." Forschungszentrum Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:d120-qucosa-162231.
Full textAbstract:
Ultrashort, nearly monochromatic hard X-ray pulses enrich the understanding of the dynamics and function of matter, e.g., the motion of atomic structures associated with ultrafast phase transitions, structural dynamics and (bio)chemical reactions. Inverse Compton backscattering of intense laser pulses from relativistic electrons not only allows for the generation of bright X-ray pulses which can be used in a pumpprobe experiment, but also for the investigation of the electron beam dynamics at the interaction point. The focus of this PhD work lies on the detailed understanding of the kinematics during the interaction of the relativistic electron bunch and the laser pulse in order to quantify the influence of various experiment parameters on the emitted X-ray radiation. The experiment was conducted at the ELBE center for high power radiation sources using the ELBE superconducting linear accelerator and the DRACO Ti:sapphire laser system. The combination of both these state-of-the-art apparatuses guaranteed the control and stability of the interacting beam parameters throughout the measurement. The emitted X-ray spectra were detected with a pixelated detector of 1024 by 256 elements (each 26μm by 26μm) to achieve an unprecedented spatial and energy resolution for a full characterization of the emitted spectrum to reveal parameter influences and correlations of both interacting beams. In this work the influence of the electron beam energy, electron beam emittance, the laser bandwidth and the energy-anglecorrelation on the spectra of the backscattered X-rays is quantified. A rigorous statistical analysis comparing experimental data to ab-initio 3D simulations enabled, e.g., the extraction of the angular distribution of electrons with 1.5% accuracy and, in total, provides predictive capability for the future high brightness hard X-ray source PHOENIX (Photon electron collider for Narrow bandwidth Intense X-rays) and potential all optical gamma-ray sources. The results will serve as a milestone and starting point for the scaling of the Xray flux based on available interaction parameters of an ultrashort bright X-ray source at the ELBE center for high power radiation sources. The knowledge of the spatial and spectral distribution of photons from an inverse Compton scattering source is essential in designing future experiments as well as for tailoring the X-ray spectral properties to an experimental needUltrakurze, quasi-monochromatische harte Röntgenpulse erweitern das Verständnis für die dynamischen Prozesse und funktionalen Zusammenhänge in Materie, beispielsweise die Dynamik in atomaren Strukturen bei ultraschnellen Phasenübergängen, Gitterbewegungen und (bio)chemischen Reaktionen. Compton-Rückstreuung erlaubt die Erzeugung der für ein pump-probe-Experiment benötigten intensiven Röntgenpulse und ermöglicht gleichzeitig einen Einblick in die komplexen kinematischen Prozesse während der Wechselwirkung von Elektronen und Photonen. Ziel dieser Arbeit ist, ein quantitatives Verständnis der verschiedenen experimentellen Einflüsse auf die emittierte Röntgenstrahlung bei der Streuung von Laserphotonen an relativistischen Elektronen zu entwickeln. Die Experimente wurden am ELBE - Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen des Helmholtz-Zentrums Dresden - Rossendorf durchgeführt. Der verwendete supraleitende Linearbschleuniger ELBE und der auf Titan-Saphir basierende Hochleistungslaser DRACO garantieren ein Höchstmaß an Kontrolle und Stabilität der experimentellen Bedingungen. Zur Messung der emittierten Röntgenstrahlung wurde ein Siliziumdetektor mit 1024x256 Pixeln (Pixelgröße 26μm × 26μm) verwendet, welcher für eine bisher nicht erreichte spektrale und räumliche Auflösung sorgt. Die so erfolgte vollständige Charakterisierung der Energie-Winkel-Beziehung erlaubt Rückschlüsse auf Parametereinflüsse und Korrelationen von Elektronen- und Laserstrahl. Eine umfassende statistische Analyse, bei der ab-initio 3D Simulationen mit den experimentellen Daten verglichen und ausgewertet wurden, ermöglichte u.a. die Bestimmung der Elektronenstrahldivergenz mit einer Genauigkeit von 1.5% und erlaubt Vorhersagen zur zu erwartenden Strahlung der zukünftigen brillianten Röntgenquelle PHOENIX (Photon electron collider for Narrow bandwidth Intense X-rays) und potentiellen lasergetriebenen Gammastrahlungsquellen. Die Ergebnisse dienen als Fixpunkt für die Skalierung des erwarteten Photonenflusses der Röntgenquelle für die verfügbaren Ausgangsgrößen am Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf. Das Wissen um die räumliche und spektrale Verteilung der Röntgenstrahlung ist entscheidend für die Planung zukünftiger Experimente sowie zur Anpassung der Quelle an experimentelle Bedürfnisse
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Memola, Elisabetta. "Magnetic jets from accretion disks field structure and X-ray emission /." Phd thesis, [S.l.] : [s.n.], 2002. http://pub.ub.uni-potsdam.de/2002/0014/memola.pdf.
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Kahmann, Cindy. "Quantifizierung von DNA-Schäden an adhaerenten Zelllinien nach Bestrahlung mit 188 Re- bzw. Röntgenstrahlung unter Zugabe von Methimazol, Nicotinamid und Perchlorat durch den Comet Assay." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2008. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-ds-1219154119996-02487.
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Solbrig, Konrad [Verfasser]. "Applied investigations on wood-based composites in the context of X-ray densitometry : Angewandte Untersuchungen an Holzwerkstoffen im Zusammenhang mit der Dichtemessung mittels Röntgenstrahlung / Konrad Solbrig." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky, 2019. http://d-nb.info/1226289029/34.
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Taubert, Nicole [Verfasser], Matthias [Akademischer Betreuer] Knüpfer, Hans [Gutachter] Proquitté, and Ulrich [Gutachter] Thome. "Evaluation des Lungenultraschalls bei der Diagnostik des Atemnotsyndroms von Neu- und Frühgeborenen zur Reduktion von Röntgenstrahlung / Nicole Taubert ; Gutachter: Hans Proquitté, Ulrich Thome ; Betreuer: Matthias Knüpfer." Leipzig : Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://d-nb.info/1240482949/34.
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Walter, Peter Verfasser], Uwe [Akademischer Betreuer] Klemradt, and Rainer [Akademischer Betreuer] [Waser. "In situ Sputtern : Entwicklung einer in situ Sputteranlage zur Untersuchung des Wachstums von Perowskit-Dünnschichten mit Hilfe von Synchrotron-Röntgenstrahlung in Echtzeit / Peter Walter ; Uwe Klemradt, Rainer Waser." Aachen : Universitätsbibliothek der RWTH Aachen, 2016. http://d-nb.info/1130871525/34.
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Walter, Peter [Verfasser], Uwe Akademischer Betreuer] Klemradt, and Rainer [Akademischer Betreuer] [Waser. "In situ Sputtern : Entwicklung einer in situ Sputteranlage zur Untersuchung des Wachstums von Perowskit-Dünnschichten mit Hilfe von Synchrotron-Röntgenstrahlung in Echtzeit / Peter Walter ; Uwe Klemradt, Rainer Waser." Aachen : Universitätsbibliothek der RWTH Aachen, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2016-102769.
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Patommel, Jens. "Hard X-Ray Scanning Microscope Using Nanofocusing Parabolic Refractive Lenses." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2011. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-64982.
Full textAbstract:
Hard x rays come along with a variety of extraordinary properties which make them an excellent probe for investigation in science, technology and medicine. Their large attenuation length in matter opens up the possibility to use hard x-rays for non-destructive investigation of the inner structure of specimens. Medical radiography is one important example of exploiting this feature. Since their discovery by W. C. Röntgen in 1895, a large variety of x-ray analytical techniques have been developed and successfully applied, such as x-ray crystallography, reflectometry, fluorescence spectroscopy, x-ray absorption spectroscopy, small angle x-ray scattering, and many more. Each of those methods reveals information about certain physical properties, but usually, these properties are an average over the complete sample region illuminated by the x rays. In order to obtain the spatial distribution of those properties in inhomogeneous samples, scanning microscopy techniques have to be applied, screening the sample with a small x-ray beam. The spatial resolution is limited by the finite size of the beam. The availability of highly brilliant x-ray sources at third generation synchrotron radiation facilities together with the development of enhanced focusing x-ray optics made it possible to generate increasingly small high intense x-ray beams, pushing the spatial resolution down to the sub-100 nm range. During this thesis the prototype of a hard x-ray scanning microscope utilizing microstructured nanofocusing lenses was designed, built, and successfully tested. The nanofocusing x-ray lenses were developed by our research group of the Institute of Structural Physics at the Technische Universität Dresden. The prototype instrument was installed at the ESRF beamline ID 13. A wide range of experiments like fluorescence element mapping, fluorescence tomography, x-ray nano-diffraction, coherent x-ray diffraction imaging, and x-ray ptychography were performed as part of this thesis. The hard x-ray scanning microscope provides a stable x-ray beam with a full width at half maximum size of 50-100 nm near the focal plane. The nanoprobe was also used for characterization of nanofocusing lenses, crucial to further improve them. Based on the experiences with the prototype, an advanced version of a hard x-ray scanning microscope is under development and will be installed at the PETRA III beamline P06 dedicated as a user instrument for scanning microscopy. This document is organized as follows. A short introduction motivating the necessity for building a hard x-ray scanning microscope is followed by a brief review of the fundamentals of hard x-ray physics with an emphasis on free-space propagation and interaction with matter. After a discussion of the requirements on the x-ray source for the nanoprobe, the main features of synchrotron radiation from an undulator source are shown. The properties of the nanobeam generated by refractive x-ray lenses are treated as well as a two-stage focusing scheme for tailoring size, flux and the lateral coherence properties of the x-ray focus. The design and realization of the microscope setup is addressed, and a selection of experiments performed with the prototype version is presented, before this thesis is finished with a conclusion and an outlook on prospective plans for an improved microscope setup to be installed at PETRA IIIAufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften kommt harte Röntgenstrahlung in vielfältiger Weise in der Wissenschaft, Industrie und Medizin zum Einsatz. Vor allem die Fähigkeit, makroskopische Gegenstände zu durchdringen, eröffnet die Möglichkeit, im Innern ausgedehnter Objekte verborgene Strukturen zum Vorschein zu bringen, ohne den Gegenstand zerstören zu müssen. Eine Vielzahl röntgenanalytischer Verfahren wie zum Beispiel Kristallographie, Reflektometrie, Fluoreszenzspektroskopie, Absorptionsspektroskopie oder Kleinwinkelstreuung sind entwickelt und erfolgreich angewendet worden. Jede dieser Methoden liefert gewisse strukturelle, chemische oder physikalische Eigenschaften der Probe zutage, allerdings gemittelt über den von der Röntgenstrahlung beleuchteten Bereich. Um eine ortsaufgelöste Verteilung der durch die Röntgenanalyse gewonnenen Information zu erhalten, bedarf es eines sogenannten Mikrostrahls, durch den die Probe lokal abgetastet werden kann. Die dadurch erreichbare räumliche Auflösung ist durch die Größe des Mikrostrahls begrenzt. Aufgrund der Verfügbarkeit hinreichend brillanter Röntgenquellen in Form von Undulatoren an Synchrotronstrahlungseinrichtungen und des Vorhandenseins verbesserter Röntgenoptiken ist es in den vergangen Jahren gelungen, immer kleinere intensive Röntgenfokusse zu erzeugen und somit das räumliche Auflösungsvermögen der Röntgenrastermikroskope auf unter 100 nm zu verbessern. Gegenstand dieser Arbeit ist der Prototyp eines Rastersondenmikroskops für harte Röntgenstrahlung unter Verwendung refraktiver nanofokussierender Röntgenlinsen, die von unserer Arbeitsgruppe am Institut für Strukturphysik entwickelt und hergestellt werden. Das Rastersondenmikroskop wurde im Rahmen dieser Promotion in Dresden konzipiert und gebaut sowie am Strahlrohr ID 13 des ESRF installiert und erfolgreich getestet. Das Gerät stellt einen hochintensiven Röntgenfokus der Größe 50-100 nm zur Verfügung, mit dem im Verlaufe dieser Doktorarbeit zahlreiche Experimente wie Fluoreszenztomographie, Röntgennanobeugung, Abbildung mittels kohärenter Röntgenbeugung sowie Röntgenptychographie erfolgreich durchgeführt wurden. Das Rastermikroskop dient unter anderem auch dem Charakterisieren der nanofokussierenden Linsen, wobei die dadurch gewonnenen Erkenntnisse in die Herstellung verbesserten Linsen einfließen. Diese Arbeit ist wie folgt strukturiert. Ein kurzes einleitendes Kapitel dient als Motivation für den Bau eines Rastersondenmikroskops für harte Röntgenstrahlung. Es folgt eine Einführung in die Grundlagen der Röntgenphysik mit Hauptaugenmerk auf die Ausbreitung von Röntgenstrahlung im Raum und die Wechselwirkungsmechanismen von Röntgenstrahlung mit Materie. Anschließend werden die Anforderungen an die Röntgenquelle besprochen und die Vorzüge eines Undulators herausgestellt. Wichtige Eigenschaften eines mittels refraktiver Röntgenlinsen erzeugten Röntgenfokus werden behandelt, und das Konzept einer Vorfokussierung zur gezielten Anpassung der transversalen Kohärenzeigenschaften an die Erfordernisse des Experiments wird besprochen. Das Design und die technische Realisierung des Rastermikroskops werden ebenso dargestellt wie eine Auswahl erfolgreicher Experimente, die am Gerät vollzogen wurden. Die Arbeit endet mit einem Ausblick, der mögliche Weiterentwicklungen in Aussicht stellt, unter anderem den Aufbau eines verbesserten Rastermikroskops am PETRA III-Strahlrohr P06
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Müller, Matthias [Verfasser], Tim Akademischer Betreuer] Salditt, Tim [Gutachter] Salditt, Klaus [Gutachter] Mann, Alexander [Gutachter] [Egner, Arnulf [Gutachter] Quadt, Jürgen [Gutachter] Niemeyer, and Claus [Gutachter] Ropers. "Hochauflösende Bildgebung und NEXAFS-Spektroskopie mit weicher Röntgenstrahlung aus laserinduzierten Plasmen / Matthias Müller ; Gutachter: Tim Salditt, Klaus Mann, Alexander Egner, Arnulf Quadt, Jürgen Niemeyer, Claus Ropers ; Betreuer: Tim Salditt." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2019. http://d-nb.info/1176189476/34.
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Müller, Matthias [Verfasser], Tim [Akademischer Betreuer] Salditt, Tim [Gutachter] Salditt, Klaus [Gutachter] Mann, Alexander [Gutachter] Egner, Arnulf [Gutachter] Quadt, Jürgen [Gutachter] Niemeyer, and Claus [Gutachter] Ropers. "Hochauflösende Bildgebung und NEXAFS-Spektroskopie mit weicher Röntgenstrahlung aus laserinduzierten Plasmen / Matthias Müller ; Gutachter: Tim Salditt, Klaus Mann, Alexander Egner, Arnulf Quadt, Jürgen Niemeyer, Claus Ropers ; Betreuer: Tim Salditt." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2019. http://d-nb.info/1176189476/34.
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Gleßmer-Junike, Simone Verfasser], and Gudrun [Akademischer Betreuer] [Wolfschmidt. "X-Strahlen, Radiometer und Hauteinheitsdosis : die Entwicklung der Messverfahren und Maßeinheiten für Röntgenstrahlung in der medizinischen Physik von den Anfängen bis zur internationalen Standardisierung / Simone Gleßmer-Junike. Betreuer: Gudrun Wolfschmidt." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2015. http://d-nb.info/1068316624/34.
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Camacho, Garibay Abraham. "Dynamics of Highly Charged Finite Systems Induced by Intense X-ray Pulses." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-212203.
Full textAbstract:
The recent availability of X-ray Free Electron Lasers (XFELs) has opened a completely new and unexplored regime for the study of light-matter interactions. The extremely bright intensities delivered by XFELs can couple many photons into the target, turning well known interactions such as photoionization and scattering into new, non-linear, complex many-body phenomena. This thesis reports theoretical investigations aiming to improve the understanding of the fundamental processes and dynamics triggered by intense X-ray pulses, with a special focus in finite systems such as molecules and clusters.
Sequential multiple photoionization in atomic clusters was investigated, where previous observations were extended for higher charge states where direct photoionization is frustrated. Through a rate equation study and subsequent molecular dynamics simulations, it was found that frustrated ionization is partially responsible for the low-energy peak observed in the electron energy spectrum. The influence of plasma evaporation over the formation of the sequential low-energy peak was also investigated, identifying the effects of the system size and photon energy.
Multiple channel ionization was also investigated for the case of fullerenes. This is done through a series of studies, starting from a simplified rate equation scheme, and culminating with full molecular dynamics simulations. From these results, a good insight was obtained over the origin, physical meaning, and relevant parameters that give rise to the complicated features observed in the electronic spectra. The mechanisms responsible of all these features are expected to be present in other systems, making these results quite general.
Diffractive imaging of biomolecules was studied in a final step, with a particular focus on the influence of intramolecular charge transfer mechanisms. To this end a conformer of T4 Lysozyme was used, a representative enzyme with well known structure. Charge migration is found to allow for additional processes such as proton ejection, a mechanism which enables an efficient release of energy from the system. This mechanism considerably suppresses structural damage for heavy ions, improving the quality of the measured diffraction patterns.
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Partzsch, Sven. "Magnetoelectric Coupling Mechanisms in YMn2-xFexO5 and NdFe3(BO3)4 Revealed by Resonant X-ray Diffraction." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-138793.
Full textAbstract:
Multiferroic materials with a coupled ordering of electric and magnetic moments could be used to build energy-efficient, magnetic computer memory that is written with an electrical field. To understand the interaction between the magnetic and electric ordering in such materials, two examples, namely yttrium manganate YMn2O5 and neodymium iron borate NdFe3(BO3)4, are studied by means of resonant x-ray diffraction. The important role of a pure electronic contribution to the ferroelectric polarization is shown in YMn2O5. Furthermore, substitution of Fe can change the magnetic order of YMn2O5 from antiferromagnetic into ferrimagnetic, allowing the storage of easily readable magnetic information. Therefore the change of the magnetic structure upon small Fe substitution is studied. Although most of the magnetic structure of the parent compound is kept, the Fe moments have larger components along the c-direction. In NdFe3(BO3)4 the microscopic origin of the magnetoelectric coupling is addressed as the consequence of the frustration of the Fe and Nd magnetic sublattices. The application of an electrical field shifts the balance from the helical to the collinear magnetic domains, revealing again the strong magnetoelectric couplingMultiferroische Materialien mit einer starken magnetoelektrischen Kopplung können als energieeffizienter, magnetischer Speicher benutzt werden, welcher mit einem elektrischen Feld geschrieben wird. Um die Wechselwirkung der elektrischen mit der magnetischen Ordnung in solchen Materialien zu verstehen, werden hier zwei Beispiele, nämlich Yttriummanganat YMn2O5 und Neodymeisenborat NdFe3(BO3)4, mit resonanter Röntgenbeugung untersucht. In YMn2O5 wird die wichtige Rolle eines rein elektronischen Beitrags zur ferroelektrischen Polarisation gezeigt. Um die magnetische Struktur von YMn2O5 von antiferromagnetisch zu ferrimagnetisch zu verändern, kann Fe substituiert werden. Dies ermöglicht es, leicht zu lesende, magnetische Informationen zu speichern. Daher wurde die Änderung der magnetischen Struktur bei leichter Fe Substituierung untersucht. Auch wenn die magnetische Struktur von Fe im wesentlichen der magnetischen Struktur von Mn folgt, haben die Fe Momente größere Komponenten entlang der c-Richtung. In NdFe3(BO3)4 wird der Ursprung der starken magnetischen Kopplung als Folge der Frustration des Nd und Fe Untergitters erklärt. Das Anlegen eines elektrischen Feldes führt zur Verschiebung des Gleichgewichts von den helikalen zu den kollinearen magnetischen Domänen, welches wieder die starke magnetoelektrische Kopplung veranschaulicht
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Jochmann, Axel. "Development and Characterization of a tunable ultrafast X-ray source via Inverse Compton Scattering." Forschungszentrum Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:d120-qucosa-154801.
Full textAbstract:
Ultrashort, nearly monochromatic hard X-ray pulses enrich the understanding of the dynamics and function of matter, e.g., the motion of atomic structures associated with ultrafast phase transitions, structural dynamics and (bio)chemical reactions. Inverse Compton backscattering of intense laser pulses from relativistic electrons not only allows for the generation of bright X-ray pulses which can be used in a pumpprobe experiment, but also for the investigation of the electron beam dynamics at the interaction point.
The focus of this PhD work lies on the detailed understanding of the kinematics during the interaction of the relativistic electron bunch and the laser pulse in order to quantify the influence of various experiment parameters on the emitted X-ray radiation.
The experiment was conducted at the ELBE center for high power radiation sources using the ELBE superconducting linear accelerator and the DRACO Ti:sapphire laser system. The combination of both these state-of-the-art apparatuses guaranteed the control and stability of the interacting beam parameters throughout the measurement.
The emitted X-ray spectra were detected with a pixelated detector of 1024 by 256 elements (each 26μm by 26μm) to achieve an unprecedented spatial and energy resolution for a full characterization of the emitted spectrum to reveal parameter influences and correlations of both interacting beams. In this work the influence of the electron beam energy, electron beam emittance, the laser bandwidth and the energy-anglecorrelation on the spectra of the backscattered X-rays is quantified.
A rigorous statistical analysis comparing experimental data to ab-initio 3D simulations enabled, e.g., the extraction of the angular distribution of electrons with 1.5% accuracy and, in total, provides predictive capability for the future high brightness hard X-ray source PHOENIX (Photon electron collider for Narrow bandwidth Intense X-rays) and potential all optical gamma-ray sources.
The results will serve as a milestone and starting point for the scaling of the Xray flux based on available interaction parameters of an ultrashort bright X-ray source at the ELBE center for high power radiation sources. The knowledge of the spatial and spectral distribution of photons from an inverse Compton scattering source is essential in designing future experiments as well as for tailoring the X-ray spectral properties to an experimental need.
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Fesser, Nicole [Verfasser]. "Die Strahlentherapie der Keratitis superficialis chronica mit weichen Röntgenstrahlen / Nicole Fesser." Berlin : Freie Universität Berlin, 2008. http://d-nb.info/1023095963/34.
Full text
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Boye, Pit. "Nanofocusing Refractive X-Ray Lenses." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-27137.
Full textAbstract:
This thesis is concerned with the optimization and development of the production of nanofocusing refractive x-ray lenses. These optics made of either silicon or diamond are well-suited for high resolution x-ray microscopy. The goal of this work is the design of a reproducible manufacturing process which allows the production of silicon lenses with high precision, high quality and high piece number. Furthermore a process for the production of diamond lenses is to be developed and established. In this work, the theoretical basics of x-rays and their interaction with matter are described. Especially, aspects of synchrotron radiation are emphasized. Important in x-ray microscopy are the different optics. The details, advantages and disadvantages, in particular those of refractive lenses are given. To achieve small x-ray beams well beyond the 100nm range a small focal length is required. This is achieved in refractive lenses by moving to a compact lens design where several single lenses are stacked behind each other. The, so-called nanofocusing refractive lenses (NFLs) have a parabolic cylindrical shape with lateral structure sizes in the micrometer range. NFLs are produced by using micro-machining techniques. These micro-fabrication processes and technologies are introduced. The results of the optimization and the final fabrication process for silicon lenses are presented. Subsequently, two experiments that are exemplary for the use of NFLs, are introduced. The first one employs a high-resolution scanning fluorescence mapping of a geological sample, and the second one is a coherent x-ray diffraction imaging (CXDI) experiment. CXDI is able to reconstruct the illuminated object from recorded coherent diffraction patterns. In a scanning mode, referred to as ptychography, this method is even able to reconstruct the illumination and the object simultaneously. Especially the reconstructed illumination and the possibility of computed propagation of the wavefield along the focused beam yields findings about the optic used. The collected data give interesting information about the lenses and their aberrations. Comparison of simulated and measured data shows good agreement. Following this, the fabrication process of diamond lenses is described. Diamond with its extraordinary properties is well-suited as lens material for refractive lenses. Finally, a concluding overview of the present and future work of nanofocusing lenses is givenDiese Dissertation beschäftigt sich mit der Entwicklung und Optimierung der Herstellungsprozesse von refraktiven nanofokussierenden Röntgenlinsen. Diese aus Silizium oder Diamant hergestellten Optiken, sind hervorragend für hochauflösende Röntgen\-mikroskopie geeignet. Ziel dieser Arbeit ist es, einen reproduzierbaren Herstellungsprozess zu erarbeiten, der es erlaubt, Siliziumlinsen von hoher Präzision, Qualität und Quantität zu fertigen. Zusätzlich soll ein Prozess für Diamantlinsen entwickelt und etabliert werden. In der folgenden Arbeit werden die theoretischen Grundlagen von Röntgenstrahlung und deren Wechselwirkung mit Materie beschrieben. Spezielle Aspekte der Synchrotronstrahlung werden hervorgehoben. Wichtig im Zusammenhang mit Röntgenmikroskopie sind die verschieden Optiken. Deren Details, Vor- und Nachteile, insbesondere die der brechenden Linsen, werden genannt. Zur Erzeugung fein gebündelter Röntgenmikrostrahlen im Bereich unter 100nm lateraler Größe benötigt man sehr kurze Brennweiten. Mit brechenden Linsen lässt sich dieses mittels eines kompakten Linsendesigns von vielen hintereinander gestapelten Einzellinsen realisieren. Die so genannten refraktiven nanofokussierenden Linsen (NFLs) besitzen eine parabolische Zylinderform mit lateralen Strukturgrößen im Mikrometerbereich. NFLs werden mittels spezieller Technologien der Mikroprozessierung hergestellt. Diese Mikrostrukturierungsverfahren werden mit ihren jeweiligen Prozessschritten und zugehörenden Technologien vorgestellt. Die Ergebnisse der Optimierung und der endgültige Mikrostrukturierungsprozess für Siliziumlinsen werden dargelegt. Im Anschluss daran werden zwei Experimente erläutert, die beispielhaft für die Anwendung von NFLs stehen. Ersteres ist ein ortsaufgelöstes Fluoreszenzrasterexperiment einer geologischen Probe und das zweite ein kohärentes Röntgen-Beugungsexperiment (CXDI). CXDI ist in der Lage, aus kohärent aufgenommen Beugungsbildern das beleuchtete Objekt zu rekonstruieren. Kombiniert mit einem rasternden Verfahren, welches Ptychographie genannt wird, ist diese Methode in der Lage, die Beleuchtungsfunktion und das Objekt gleichzeitig zu rekonstruieren. Besonderes die rekonstruierte Beleuchtungsfunktion und die Möglichkeit der computergestützten Propagation des Wellenfeldes entlang des fokussierten Strahls, geben aufschlussreiche Informationen über die verwendete Optik. Neue Erkenntnisse über die Linsen und deren Aberrationen können so gewonnen werden. Vergleiche von simulierten mit gemessenen Daten zeigen gute Übereinstimmung. Daran anschließend erfolgt die Beschreibung der Entwicklung eines Fabrikationsprozess für Diamantlinsen. Diamant mit seinen außergewöhnlichen Materialeigenschaften ist besonders gut als Linsenmaterial für refraktive Röntgenlinsen geeignet. Abschliessend wird ein zusammenfassender Überblick über die derzeitigen und die zu erwartenden Entwicklungen bei refraktiven Linsen gegeben
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Henkel, Thilo Johannes. "Strain-related phenomena in (In,Ga)N/GaN nanowires and rods investigated by nanofocus x-ray diffraction and the finite element method." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2018. http://dx.doi.org/10.18452/18707.
Full textAbstract:
In dieser Arbeit wird das lokal
aufgelöste Deformationsfeld einzelner (In,Ga)N/GaN Drähte mit Hilfe nanofokussierter
Röntgenbeugung und der Methode der Finiten Elemente untersucht. Hiermit
soll ein Beitrag zum grundlegenden Verständis der optischen Eigenschaften
geleistet werden, die durch das Deformationsfeld maßgeblich beeinflusst werden.
Zunächst wird die Abhängigkeit der vertikalen Normalkomponente, epsilon_zz, des
elastischen Dehnungstensors von der Geometrie eines axialen (In,Ga)N/GaN
Nanodrahtes diskutiert. Dabei wird ein signifikant negativer epsilon_zz-Wert beobachtet,
sobald das Verhältnis von Nanodrahtradius und (In,Ga)N-Segmentlänge gegen
eins strebt. Auffallend große Scherkomponenten und eine konvexe
Verformung der äußeren Oberfläche begleiten das Auftreten des negativen epsilon_zz-
Wertes und sind die Ursache dieses Effekts. Durch eine Ummantelung von GaN-Nanodrähten mit einer (In,Ga)N-Schale
lässt sich die aktive Fläche und somit die potentielle Lichtausbeute pro Fläche
im Vergleich zu planaren Strukturen deutlich erhöhen. Es wurde jedoch festgestellt,
dass das entlang der Drahthöhe emittierte Licht rotverschoben ist. Um
den Ursprung dieses Phänomens zu beleuchten, wird das lokale Deformationsfeld
mit Hilfe nanofokussierter Röntgenbeugung vermessen. Durch die gute
räumliche Auflösung ist es möglich, das Deformationsfeld innerhalb einzelner
Seitenfacetten zu untersuchen, wobei ein deutlicher Gradient festgestellt wird.
Basierend auf dem mit der Methode der Finiten Elemente simulierten Deformationsfeld
und kinematischen Streusimulationen, ist es möglich, den Deformationszustand
in einen In-Gehalt zu übersetzen. Wenn neben dem Deformationsfeld
auch der strukturelle Aufbau in der Simulation berücksichtigt wird, kann der
In-Gehalt mit noch größerer Genauigkeit bestimmt werden.In this thesis, nanofocus x-ray diffraction and the finite element method are applied to analyze the local strain field in (In,Ga)N/GaN nanowires and micro-rods which are discussed as candidates for a plethora of future optoelectronic applications. However, to improve and tailor their properties, a fundamental understanding on the level of individual objects is essential. In this spirit, the dependence of the vertical normal component, epsilon_zz, of the elastic strain tensor on the geometry of an axial (In,Ga)N/GaN nanowire is systematically analyzed using the finite element method. Hereby, it is found that if the ratio of nanowire radius and (In,Ga)N segment length approaches unity, a significantly negative epsilon_zz value is observed. This stands in stark contrast to naive expectations and shows that the common knowledge about planar systems where epsilon_zz would always be greater or equal zero cannot easily be translated to nanowires with an equivalent material sequence. As the origin of this effect significant shear strains are discussed which go along with a convex deformation of the outer surface resulting in a highly complex strain distribution. The increased active area of core-shell (In,Ga)N/GaN micro-rods makes them promising candidates for next-generation light emitting diodes. However, it is found that the emission wavelength is significantly red-shifted along the rod height. To shed light on the origin of this phenomenon, nanofocus x-ray diffraction is applied to analyze the local strain field. Due to the high spatial resolution it is possible to investigate the strain field within individual side-facets and to detect a significant gradient along the rod height. Based on the deformation field simulated using the finite element method and subsequent kinematic scattering simulations it is possible to translate the strain state into an In content.
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Seeger, Axel [Verfasser]. "Entwicklung einer neuartigen Geschwindigkeitsmessmethode auf der Basis von Röntgenstrahlen für Blasensäulen mit hohem Gasgehalt / Axel Seeger." Aachen : Shaker, 2003. http://d-nb.info/1179032632/34.
Full text
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Dubslaff, Martin [Verfasser], Reinhard [Akademischer Betreuer] Krause-Rehberg, Hartmut S. [Akademischer Betreuer] Leipner, and Stefan [Akademischer Betreuer] Kowarik. "Charakterisierung niedrigdimensionaler Halbleiterstrukturen mittels nanofokussierter Röntgenstrahlen / Martin Dubslaff. Betreuer: Reinhard Krause-Rehberg ; Hartmut S. Leipner ; Stefan Kowarik." Halle, Saale : Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt, 2013. http://d-nb.info/1035405644/34.
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Gnodtke, Christian. "Dynamik endlicher Vielteilchen-Systeme in intensiven Röntgenlaserpulsen." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2011. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-67676.
Full textAbstract:
Die Arbeit beschäftigt sich mit der neuartigen Wechselwirkung von intensiven und ultrakurzen Röntgenlaserpulsen mit atomaren endlichen Systemen, die derzeit durch eine neue Generation von Lichtquellen, sogenannter X-ray free-electron laser (XFEL) zugänglich gemacht wird.
Eine der Vorzeigeanwendungen der XFELs ist die zukünftig potentiell mögliche Strukturbestimmung endlicher nicht-periodischer Systeme mit atomarer Auflösung durch Diffraktion. Hierbei stellt sich der durch die hohe notwendige Pulsintensität bedingte Strahlenschaden an dem System als limitierender Faktor heraus, der ein detailliertes Verständnis der durch Photoabsorption induzierten Dynamik voraussetzt, um diese Art der "Mikroskopie" zum Erfolg zu führen.
Wir verwenden daher zur Beschreibung der laserinduzierten Dynamik ein mikroskopisches Modell in dem Photoionisation und inner-atomare Zerfallsprozesse durch quantenmechanische Raten behandelt werden und die Dynamik der Ionen und energetischen Elektronen in einer klassischen Molekulardynamik-Simulation erfasst wird.
Eine Neuerung gegenüber bisherigen Modellen ist die Berücksichtigung der Ionisation von Atomen durch starke interne Felder in dem hoch-geladenen System.
Durch eine Anwendung des Modells auf Neoncluster kann gezeigt werden, dass diese Feldionisation einen wichtigen Beitrag zur laserinduzierten Dynamik darstellt. Sie führt zur ultraschnellen Formation eines Nanoplasmas, welches sich im Kern des geladenen Clusters ansammelt und dort die Ladung der Clusterionen neutralisert. Hierdurch wird eine vorzeitige Coulomb-Explosion des Clusters vermieden.
Es wird dargelegt, dass dieser Mechanismus der lokalen Schadensreduzierung durch die Einbettung des Clusters in ein Heliumtröpfchen auf den gesamten Cluster ausgeweitet werden kann, da durch Feldionisation und Migration von Elektronen die vollständige laserbedingte Aufladung des Clusters auf das Heliumtröpfchen transferiert wird. Eine Analyse der resultierenden Diffraktionsmuster bestätigt, dass der reduzierte Strahlenschaden am Cluster den Anwendungsbereich für Diffraktionsexperimente erheblich ausweitet.
Kürzlich wurde am SLAC National Accelerator Laboratory der erste XFEL in Betrieb genommen. Eine Modifikation des Modells auf dort bereits erzielbare Wellenlängen wird genutzt um Vorhersagen über das Photoabsorptionsverhalten, aus dem alle weiteren Schäden folgen, an kleinen Neoncluster zu treffen. Hiermit lassen sich bereits jetzt durch den Vergleich zu Experimenten die wichtigen Schadensmechanismen und ihre theoretische Beschreibung testen.
Es wird ferner das interessante Relaxationsverhalten des durch massive Photoionisation in XFEL-Strahlung erzeugten Elektronenplasmas untersucht.
Diese neuartige Anregung erfolgt auf einer Femtosekunden-Zeitskala und produziert eine hohe Dichte an energetischen Elektronen. Wir beschreiben dieses Plasma durch ein generisches Modell seiner Vielteilchen-Dynamik. Hierbei kann der gesamte Parameterraum des Modells in vier Klassen unterteilt werden, die sich nach Anregungsgrad, der den Elektronenverlust des Plasmas regelt, und Anregungsdauer, die die transiente Dynamik beeinflusst, unterscheiden. Speziell der Bereich starker Anregung bei gleichzeitig kurzer Anregungsdauer zeigt ein interessantes neues Verhalten, bei dem sich eine Equilibrierung des Systems im Kontinuum andeutet.
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Gnodtke, Christian. "Dynamik endlicher Vielteilchen-Systeme in intensiven Röntgenlaserpulsen." Doctoral thesis, Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme, 2010. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A25554.
Full textAbstract:
Die Arbeit beschäftigt sich mit der neuartigen Wechselwirkung von intensiven und ultrakurzen Röntgenlaserpulsen mit atomaren endlichen Systemen, die derzeit durch eine neue Generation von Lichtquellen, sogenannter X-ray free-electron laser (XFEL) zugänglich gemacht wird.
Eine der Vorzeigeanwendungen der XFELs ist die zukünftig potentiell mögliche Strukturbestimmung endlicher nicht-periodischer Systeme mit atomarer Auflösung durch Diffraktion. Hierbei stellt sich der durch die hohe notwendige Pulsintensität bedingte Strahlenschaden an dem System als limitierender Faktor heraus, der ein detailliertes Verständnis der durch Photoabsorption induzierten Dynamik voraussetzt, um diese Art der "Mikroskopie" zum Erfolg zu führen.
Wir verwenden daher zur Beschreibung der laserinduzierten Dynamik ein mikroskopisches Modell in dem Photoionisation und inner-atomare Zerfallsprozesse durch quantenmechanische Raten behandelt werden und die Dynamik der Ionen und energetischen Elektronen in einer klassischen Molekulardynamik-Simulation erfasst wird.
Eine Neuerung gegenüber bisherigen Modellen ist die Berücksichtigung der Ionisation von Atomen durch starke interne Felder in dem hoch-geladenen System.
Durch eine Anwendung des Modells auf Neoncluster kann gezeigt werden, dass diese Feldionisation einen wichtigen Beitrag zur laserinduzierten Dynamik darstellt. Sie führt zur ultraschnellen Formation eines Nanoplasmas, welches sich im Kern des geladenen Clusters ansammelt und dort die Ladung der Clusterionen neutralisert. Hierdurch wird eine vorzeitige Coulomb-Explosion des Clusters vermieden.
Es wird dargelegt, dass dieser Mechanismus der lokalen Schadensreduzierung durch die Einbettung des Clusters in ein Heliumtröpfchen auf den gesamten Cluster ausgeweitet werden kann, da durch Feldionisation und Migration von Elektronen die vollständige laserbedingte Aufladung des Clusters auf das Heliumtröpfchen transferiert wird. Eine Analyse der resultierenden Diffraktionsmuster bestätigt, dass der reduzierte Strahlenschaden am Cluster den Anwendungsbereich für Diffraktionsexperimente erheblich ausweitet.
Kürzlich wurde am SLAC National Accelerator Laboratory der erste XFEL in Betrieb genommen. Eine Modifikation des Modells auf dort bereits erzielbare Wellenlängen wird genutzt um Vorhersagen über das Photoabsorptionsverhalten, aus dem alle weiteren Schäden folgen, an kleinen Neoncluster zu treffen. Hiermit lassen sich bereits jetzt durch den Vergleich zu Experimenten die wichtigen Schadensmechanismen und ihre theoretische Beschreibung testen.
Es wird ferner das interessante Relaxationsverhalten des durch massive Photoionisation in XFEL-Strahlung erzeugten Elektronenplasmas untersucht.
Diese neuartige Anregung erfolgt auf einer Femtosekunden-Zeitskala und produziert eine hohe Dichte an energetischen Elektronen. Wir beschreiben dieses Plasma durch ein generisches Modell seiner Vielteilchen-Dynamik. Hierbei kann der gesamte Parameterraum des Modells in vier Klassen unterteilt werden, die sich nach Anregungsgrad, der den Elektronenverlust des Plasmas regelt, und Anregungsdauer, die die transiente Dynamik beeinflusst, unterscheiden. Speziell der Bereich starker Anregung bei gleichzeitig kurzer Anregungsdauer zeigt ein interessantes neues Verhalten, bei dem sich eine Equilibrierung des Systems im Kontinuum andeutet.
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Debus, Alexander. "Brilliant radiation sources by laser-plasma accelerators and optical undulators." Forschungszentrum Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:d120-qucosa-91303.
Full textAbstract:
This thesis investigates the use of high-power lasers for synchrotron radiation sources with high brilliance, from the EUV to the hard X-ray spectral range. Hereby lasers accelerate electrons by laser-wakefield acceleration (LWFA), act as optical undulators, or both. Experimental evidence shows for the first time that LWFA electron bunches are shorter than the driving laser and have a length scale comparable to the plasma wavelength. Furthermore, a first proof of principle experiment demonstrates that LWFA electrons can be exploited to generate undulator radiation.
Building upon these experimental findings, as well as extensive numerical simulations of Thomson scattering, the theoretical foundations of a novel interaction geometry for laser-matter interaction are developed. This new method is very general and when tailored towards relativistically moving targets not being limited by the focusability (Rayleigh length) of the laser, while it does not require a waveguide.
In a theoretical investigation of Thomson scattering, the optical analogue of undulator radiation, the limits of Thomson sources in scaling towards higher peak brilliances are highlighted. This leads to a novel method for generating brilliant, highly tunable X-ray sources, which is highly energy efficient by circumventing the laser Rayleigh limit through a novel traveling-wave Thomson scattering (TWTS) geometry. This new method suggests increases in X-ray photon yields of 2-3 orders of magnitudes using existing lasers and a way towards efficient, optical undulators to drive a free-electron laser.
The results presented here extend far beyond the scope of this work. The possibility to use lasers as particle accelerators, as well as optical undulators, leads to very compact and energy efficient synchrotron sources. The resulting monoenergetic radiation of high brilliance in a range from extreme ultraviolet (EUV) to hard X-ray radiation is of fundamental importance for basic research, medical applications, material and life sciences and is going to significantly contribute to a new generation of radiation sources and free-electron lasers (FELs).
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Bragaglia, Valeria. "Epitaxial Growth and Ultrafast Dynamics of GeSbTe Alloys and GeTe/Sb2Te3 Superlattices." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2017. http://dx.doi.org/10.18452/18406.
Full textAbstract:
In dieser Arbeit wird das Wachstum von dünnen quasi-kristallinen Ge-Sb-Te (GST) Schichten mittels Molekularstrahlepitaxie demonstriert, die zu einer geordneten Konfiguration von intrinsischen Kristallgitterfehlstellen führen. Es wird gezeigt, wie es eine Strukturanalyse basierend auf Röntgenstrahlbeugungssimulationen, Dichtefunktionaltheorie und Transmissionselektronenmikroskopie ermöglicht, eine eindeutige Beurteilung der Kristallgitterlückenanordnung in den GST-Proben vorzunehmen. Das Verständnis für die Ordnungsprozesse der Gitterfehlstellen erlaubt eine gezielte Einstellung des Ordnungsgrades selbst, der mit der Zusammensetzung und der Kristallphase des Materials in Zusammenhang steht. Auf dieser Basis wurde ein Phasendiagramm mit verschiedenen Wachstumsfenstern für GST erstellt. Des Weiteren wird gezeigt, dass man eine hohe Ordnung der Gitterfehlstellen in GST auch durch Ausheizprozesse und anhand von Femtosekunden-gepulster Laserkristallisation von amorphem Material erhält, das zuvor auf einem als Kristallisationsgrundlage dienenden Substrat abgeschiedenen wurde. Diese Erkenntnis ist bemerkenswert, da sie zeigt, dass sich kristalline GST Schichten mit geordneten Kristallgitterlücken durch verschiedene Herstellungsprozesse realisieren lassen. Darüber hinaus wurde das Wachstum von GeTe/Sb2Te3 Übergittern durchgeführt, deren Struktur die von GST mit geordneten Gitterfehlstellen widerspiegelt.
Die Möglichkeit den Grad der Gitterfehlstellenordung in GST gezielt zu manipulieren wurde mit einer Studie der Transporteigenschaften kombiniert. Die Anwendung von großflächigen Charakterisierungsmethoden wie XRD, Raman und IR-Spektroskopie, erlaubte die Bestimmung der Phase und des Fehlstellenordnungsgrades von GST und zeigte eindeutig, dass die Fehlstellenordnung für den Metall-Isolator-Übergang (MIT) verantwortlich ist. Insbesondere wird durch das Vergleichen von XRD-Messungen mit elektrischen Messungen gezeigt, dass der Übergang von isolierend zu leitend erfolgt, sobald eine Ordnung der Kristallgitterlücken einsetzt. Dieses Phänomen tritt in der kubischen Kristallphase auf, wenn Gitterfehlstellen in GST von einem ungeordneten in einen geordneten Zustand übergehen. Im zweiten Teil des Kapitels wird eine Kombination aus FIR- und Raman-Spektroskopie zur Untersuchung der Vibrationsmoden und des Ladungsträgerverhaltens in der amorphen und der kristallinen Phase angewendet, um Aktivierungsenergien für die Elektronenleitung, sowohl für die kubische, als auch für die trigonale Kristallphase von GST zu bestimmen. Hier ist es wichtig zu erwähnen, dass, in Übereinstimmung mit Ergebnissen aus anderen Untersuchungen, das Auftauchen eines MIT beim Übergang zwischen der ungeordneten und der geordneten kubischen Phase beobachtet wurde.
Schlussendlich wurden verschiedene sogenannte Pump/Probe Technik, bei der man das Material mit dem Laser anregt und die Röntgenstrahlung oder Terahertz (THz)-spektroskopie als Sonde nutzt, angewandt. Dies dient um ultra-schnelle Dynamiken zu erfassen, die zum Verständnis der Umschaltmechanismen nötig sind. Die Empfindlichkeit der THz-Messungen hinsichtlich der Leitfähigkeit, sowohl in GST, als auch in GeTe/Sb2Te3 Übergittern zeigte, dass die nicht-thermische Natur der Übergitterumschaltprozesse mit Grenzflächeneffekten zusammenhängt und . Der Ablauf wird mit beeindruckender geringer Laser-Fluenz erreicht. Dieses Ergebnis stimmt mit Berichten aus der Literatur überein, in denen ein Kristall-zu Kristallwechsel von auf Übergittern basierenden Speicherzellen für effizienter gehalten wird als GST Schmelzen, was zu einen ultra-schwachen Energieverbrauch führt.The growth by molecular beam epitaxy of Ge-Sb-Te (GST) alloys resulting in quasi-single-crystalline films with ordered configuration of intrinsic vacancies is demonstrated. It is shown how a structural characterization based on transmission electron microscopy, X-ray diffraction and density functional theory, allowed to unequivocally assess the vacancy ordering in GST samples, which was so far only predicted. The understanding of the ordering process enabled the realization of a fine tuning of the ordering degree itself, which is linked to composition and crystalline phase. A phase diagram with the different growth windows for GST is obtained. High degree of vacancy ordering in GST is also obtained through annealing and via femtosecond-pulsed laser crystallization of amorphous material deposited on a crystalline substrate, which acts as a template for the crystallization. This finding is remarkable as it demonstrates that it is possible to create a crystalline GST with ordered vacancies by using different fabrication procedures. Growth and structural characterization of GeTe/Sb2Te3 superlattices is also obtained. Their structure resembles that of ordered GST, with exception of the Sb and Ge layers stacking sequence. The possibility to tune the degree of vacancy ordering in GST has been combined with a study of its transport properties. Employing global characterization methods such as XRD, Raman and Far-Infrared spectroscopy, the phase and ordering degree of the GST was assessed, and unequivocally demonstrated that vacancy ordering in GST drives the metal-insulator transition (MIT). In particular, first it is shown that by comparing electrical measurements to XRD, the transition from insulating to metallic behavior is obtained as soon as vacancies start to order. This phenomenon occurs within the cubic phase, when GST evolves from disordered to ordered. In the second part of the chapter, a combination of Far-Infrared and Raman spectroscopy is employed to investigate vibrational modes and the carrier behavior in amorphous and crystalline phases, enabling to extract activation energies for the electron conduction for both cubic and trigonal GST phases. Most important, a MIT is clearly identified to occur at the onset of the transition between the disordered and the ordered cubic phase, consistently with the electrical study. Finally, pump/probe schemes based on optical-pump/X-ray absorption and Terahertz (THz) spectroscopy-probes have been employed to access ultrafast dynamics necessary for the understanding of switching mechanisms. The sensitivity of THz-probe to conductivity in both GST and GeTe/Sb2Te3 superlattices showed that the non-thermal nature of switching in superlattices is related to interface effects, and can be triggered by employing up to one order less laser fluences if compared to GST. Such result agrees with literature, in which a crystal to crystal switching of superlattice based memory cells is expected to be more efficient than GST melting, therefore enabling ultra-low energy consumption.
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Hadjizadeh-Ziabari, Seyed Madjid. "Subjektive Bildqualität digitaler Panoramaschichtaufnahmen in Relation zur Exposition." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité, 2002. http://dx.doi.org/10.18452/14806.
Full textAbstract:
Die Zielsetzung dieser Studie war es, für digitale Panoramaschichtaufnahmen die Relation der subjektiven Bildqualität zur Exposition zu bestimmen. An Hand von Humanpräparataufnahmen konnten bei Standardwerten sowie experimentellen Variationen der Expositionsdaten weiterhin Effekte der intentionellen Unterexposition sowie der Strahlenaufhärtung auf die subjektive Bildqualität quantifiziert werden. Die Herstellung der Aufnahmen erfolgte auf einem Sirona Orthophos DS. Dabei wurden 37 Aufnahmen mit Expositionswerten von 60 kV/9 mA - 84 kV/13 mA aus dem Herstellerprogramm erzeugt und mit Hilfe einer modifizierten Steuerungssoftware zusätzliche PSA mit experimentellen Einstellungen von 60 kV/3 mA - 90 kV/11 mA hergestellt. Für die Beurteilung und Auswertung der subjektiven Bildqualität wurde eine individuelle Software (Eldoredo V2.2) entwickelt. 39 Zahnärzte und 5 MTRA beurteilten die Aufnahmen damit an einem Monitor unter standardisierten Bedingungen. Ein iterativer Beurteilungsprozess erlaubte, eine Serie von 1369 (37 x 37) PSA-Abbildungspaaren darzustellen. Für jedes Paar entschieden die Untersucher an Hand definierter Kriterien, ob eine PSA hinsichtlich der subjektiv beurteilten Bildqualität vorzuziehen oder Äquivalenz gegeben sei. Nach statistischer Aufarbeitung der Einzelentscheidungen ließ sich damit für jede Expositionsstufe ein Index der Bildqualität berechnen. Bei Expositionswerten in einem Bereich von 60 kV/9 mA - 69 kV/15 mA der Herstellersoftware und 60 kV/5 - 15 mA sowie 70 kV/5 - 15mA der experimentellen Software fanden sich dabei keine signifikanten Verteilungsunterschiede der Bildqualität. Eine intentionelle Unterexposition bei digitalen PSA-Geräten, etwa bei Kindern oder häufigen Wiederholungsaufnahmen, kann nach den vorliegenden Ergebnissen vertreten werden, ohne dass es dabei zu einer signifikanten Verschlechterung der Bildqualität kommt. Damit ist im Gegensatz dazu bei einer Strahlenaufhärtung in dem untersuchten digitalen System stets zu rechnen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass auch digitale PSA-Systeme beachtliche Reserven hinsichtlich der Dosisminimierung aufweisen können.The aim of this study was to describe the relation of the subjective image quality of digital panoramic radiographs in relation to exposure. In addition, variations of exposure were compared to standard settings, thus evaluating the effects of intentional underexposure on the achievable image quality. A Sirona Orthophos DS unit was used to produce 37 digital panoramic images of a human skull. Exposure values ranged from 60 kV/9 mA to 84 kV/13 mA in the conventional and 60 kV/3 mA to 90 kV/11 mA in the experimental setting. Assessment and evaluation of the subjective image quality were performed with an HTML-based protocol. 39 dentists and 5 radiographic assistants had to assign their preference of an image or equality in 1,369 (37x37) image pairs. The decisions were computed to a quality index for each exposure setting. Statistical analysis demonstrated no significant differences of image quality between 60 kV/9 mA - 69 kV/15 mA in the conventional and 60 kV/5 to15 mA as well as 70 kV/5 to 15 mA in the experimental setting. Following these results, a considerable dose reduction by the means of intentional underexposure can be achieved without any loss of image quality. By reducing the absorbed doses, an increase of kV values up to 80 kV and more is also correlated with dose reduction. However, those images showed high significant loss of quality. In summary, the results demonstrate an equivalent image quality of digital panoramic images over a very wide range of exposure values. The feasible dose reduction might be of interest not only in individuals (minors, repeated images), but also in defining general principles of panoramic imaging.
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They, Jan [Verfasser]. "Polarimetrie von parametrischer Röntgenstrahlung sowie Entwicklung eines Compton-Polarimeters für niederenergetische Röntgenstrahlung / Jan They." 2003. http://d-nb.info/967428270/34.
Full text
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Eberl, Christian. "Multilagenzonenplatten für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung." Doctoral thesis, 2016. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0028-87E7-E.
Full text
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Müller, Matthias [Verfasser]. "Hochauflösende Röntgenemissionsspektrometrie im Spektralbereich weicher Röntgenstrahlung / vorgelegt von Matthias Müller." 2009. http://d-nb.info/1004840292/34.
Full text
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Patommel, Jens. "Entwicklung einer hochauflösenden Kamera für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung." Master's thesis, 2003. https://slub.qucosa.de/id/qucosa%3A985.
Full textAbstract:
Seit mit den Synchrotronstrahlungsquellen dritter Generation hochbrillante Röntgenquellen zur Verfügung stehen, haben sich Vollfeldmikroskopie und Rastersondenmikroskopie mit harter Röntgenstrahlung als besonders nützliche Untersuchungsmethoden etabliert. Insbesondere bei der vergrößernden Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung werden Röntgenkameras mit hoher Anforderung bezüglich der Ortsauflösung benötigt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein zweidimensionaler Röntgendetektor für die Mikroskopie mit harter Röntgenstrahlung entworfen, gebaut und im Experiment getestet und charakterisiert. Hauptaugenmerk war dabei ein möglichst hohes Ortsauflösungsvermögen des Detektors verbunden mit einem großen effektiven dynamischen Bereich. Als vielversprechendes Konzept erwies sich dabei die Verwendung eines einkristallinen Szintillators, der mittels einer Mikroskopoptik auf einen CCD-Chip abgebildet wird. Im Experiment stellte sich heraus, dass der im Zuge dieser Diplomarbeit konzipierte Flächendetektor sämtliche an ihn gestellten Anforderungen hervorragend erfüllt. Obwohl ursprünglich für die vergrößernde Tomographie mit harter Röntgenstrahlung entwickelt, findet die Röntgenkamera darüber hinaus beim Justieren nanofokussierender refraktiver Röntgenlinsen in Rastersondenmikroskopen Verwendung.:1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Das Erzeugen von Röntgenstrahlung . . . . . . . . . . . . 3
2.1 Röntgenröhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Synchrotronstrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Sonstige Röntgenquellen . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 Röntgendetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1 Gasionisationsdetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Halbleiterdetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3 Szintillationsdetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4 Röntgenfilme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.5 Bildplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6 CCD-Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6.1 Funktionsweise eines CCD-Chips . . . . . . . . . . . . 20
3.6.2 Direkte CCD-Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.6.3 CCD-Detektoren mit Faseroptiken . . . . . . . . . . . 25
3.6.4 CCD-Detektoren mit Linsenoptiken . . . . . . . . . . . 26
4 Abbilden mit Röntgenstrahlung . . . . . . . . . . . . . . 29
4.1 Transmission von Röntgenstrahlung durch eine Probe . . . 30
4.2 Detektormittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.3 Absorptionskontrast . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 35
4.4 Beugung und Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.5 Korrelation und wechselseitige Intensität . . . . . . . 38
4.6 Das Theorem von Van Cittert und Zernike . . . . . . . . 41
4.7 Projektionsabbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.8 Das Röntgenmikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5 Hochauflösende Röntgenkamera . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.1 Anforderungen an den Detektor . . . . . . . . . . . . . 45
5.2 Szintillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.3 Mikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.4 CCD-Kamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6 Charakterisierung des Detektors . . . . . . . . . . . . . 61
6.1 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.2 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.3 Nickel-Gitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.4 Goldstreifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.5 Mikroprozessor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.6 Einfluss der Quellgröße . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . 81
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Tabellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Danksagung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93With the advent of highly-brilliant third generation synchrotron radiation sources, hard x-ray full-field microscopy and hard x-ray scanning microscopy were developed and have been shown to be excellent methods for scientific investigations. Especially for magnified hard x-ray full-field microscopy, there is the need for two-dimensional x-ray detectors with highest demands on spatial resolution and effective dynamic range. In the course of this diploma thesis, such an area x-ray detector with high spatial resolution and large dynamic range was designed and built and then tested and characterized in experiment. The high-resolution x-ray camera consists of a visible light microscope which images the sensitive layer of a single-crystal scintillator on the CCD chip of a CCD camera. A test experiment gave evidence that the x-ray camera actually fulfills all the requirements with regard to spatial resolution, sensitivity and effective dynamic range. Originally, the detector was developed for magnified hard x-ray tomography, but in addition, it is applied for alignment purposes of nanofocusing refractive x-ray lenses in a hard x-ray scanning microscope.:1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Das Erzeugen von Röntgenstrahlung . . . . . . . . . . . . 3 2.1 Röntgenröhren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2 Synchrotronstrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Sonstige Röntgenquellen . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 Röntgendetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.1 Gasionisationsdetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2 Halbleiterdetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.3 Szintillationsdetektoren . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.4 Röntgenfilme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.5 Bildplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.6 CCD-Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.6.1 Funktionsweise eines CCD-Chips . . . . . . . . . . . . 20 3.6.2 Direkte CCD-Detektoren . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.6.3 CCD-Detektoren mit Faseroptiken . . . . . . . . . . . 25 3.6.4 CCD-Detektoren mit Linsenoptiken . . . . . . . . . . . 26 4 Abbilden mit Röntgenstrahlung . . . . . . . . . . . . . . 29 4.1 Transmission von Röntgenstrahlung durch eine Probe . . . 30 4.2 Detektormittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.3 Absorptionskontrast . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 35 4.4 Beugung und Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.5 Korrelation und wechselseitige Intensität . . . . . . . 38 4.6 Das Theorem von Van Cittert und Zernike . . . . . . . . 41 4.7 Projektionsabbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.8 Das Röntgenmikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5 Hochauflösende Röntgenkamera . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.1 Anforderungen an den Detektor . . . . . . . . . . . . . 45 5.2 Szintillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5.3 Mikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.4 CCD-Kamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6 Charakterisierung des Detektors . . . . . . . . . . . . . 61 6.1 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.2 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 6.3 Nickel-Gitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.4 Goldstreifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.5 Mikroprozessor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 6.6 Einfluss der Quellgröße . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 7 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . 81 Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Tabellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Danksagung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
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Jenke, Gerald [Verfasser]. "Erzeugung von XUV- und Röntgenstrahlung mit Femtosekunden-Laserimpulsen / von Gerald Jenke." 1999. http://d-nb.info/962829692/34.
Full text
48
Müller, Matthias. "Hochauflösende Bildgebung und NEXAFS-Spektroskopie mit weicher Röntgenstrahlung aus laserinduzierten Plasmen." Doctoral thesis, 2018. http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002E-E566-6.
Full text
49
Ewald, Friederike [Verfasser]. "Harte Röntgenstrahlung aus relativistischen Laserplasmen und laserinduzierte Kernreaktionen / von Friederike Ewald." 2004. http://d-nb.info/973328975/34.
Full text
50
Schäfer, David. "Entwicklung eines Transmissionsmikroskops für weiche Röntgenstrahlung und die Anwendung an Laborquellen." Doctoral thesis, 2010. https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54383.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines mobilen Transmissionsmikroskops für weiche Röntgenstrahlung. Dieses ist speziell für den Einsatz an Laborquellen konzipiert und erlaubt durch einen modularen Aufbau auch den Betrieb an Synchrotroneinrichtungen. Das Mikroskop basiert auf einem abbildenden System mit einer Zonenplatte als Objektiv und einer CCD-Kamera als Detektor. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich über den spektralen Bereich des Wasserfensters zwischen 2,3 nm und 4,4 nm Wellenlänge bis hin zu extrem ultravioletter Strahlung (Wellenlänge < 20 nm). Dabei können vakuumtaugliche Proben, wie beispielsweise lithographische Testobjekte, Kieselalgen oder chemisch fixierte biologische Zellen untersucht werden. Bei den verwendeten Laborquellen handelt es sich zum einen um ein laserinduziertes Plasma mit einem flüssigen Stickstoffstrahl als Target und zum anderen um eine elektrische Stickstoffgas-Entladungsquelle mit Hohlkathoden-Elektrodengeometrie. Aufgrund der stark unterschiedlichen Quellkonzepte müssen die Quellen für die Entwicklung entsprechender Kondensorkonzepte in Bezug auf ihre spektrale Strahldichte und Brillanz charakterisiert werden. Daher wurden neben Messungen mit einem absolut kalibrierten Spektrographen auch die Quellgrößen und Linienbreiten der wasserstoff- und heliumähnlichen Emissionslinien von Stickstoff bei N-Ly-alpha = 2,48 nm und N-He-alpha = 2,88 nm untersucht. Für eine gute Bildqualität sind neben einer gleichmäßigen, monochromatischen Ausleuchtung die Intensität in der Objektebene und eine Anpassung der numerischen Apertur von Kondensor und abbildender Optik wichtige Parameter. Daher wird an der laserinduzierten Plasmaquelle eine Zonenplatte als Kondensor verwendet. Diese bildet die Quelle 1:1 in die Objektebene ab und wirkt gleichzeitig als Linearmonochromator. Aufgrund der wellenlängenabhängigen Brennweite bietet sie zudem die Möglichkeit Spektromikroskopie zu betreiben. Da die emittierende Quellfläche der Entladungsquelle etwa vier Größenordnungen größer ist als die der laserinduzierten Plasmaquelle, wird an der Entladungsquelle ein mit Gold bedampfter, rotationssymmetrischer Ellipsoid für die Objektbeleuchtung verwendet. Angesichts einer geringeren Plasmatemperatur der Entladungsquelle und der damit verbundenen schwachen Emission der wasserstoffähnlichen Linien kann die He-alpha-Linie mit Hilfe eines Titan-Filters freigestellt werden. Anhand von Testobjekten und biologischen Proben wurde die Leistungsfähigkeit der beiden Konzepte gegenübergestellt. Während die räumliche Auflösung nach dem Rayleigh-Kriterium an der laserinduzierten Plasmaquelle durch Vibrationen im Aufbau auf ca. 70 nm begrenzt ist, konnte an der elektrischen Entladungsquelle eine nahezu beugungsbegrenzte Auflösung von 40 nm nachgewiesen werden. Die Belichtungszeiten bei 1000-facher Vergrößerung liegen bei der laserinduzierten Quelle je nach Objekt zwischen 10 und 30 Minuten. Durch die zehnfach höhere Intensität in der Objektebene ist die Belichtungszeit an der elektrischen Entladungsquelle entsprechend kürzer. Neben diesen Ergebnissen wird ein neues Anwendungsgebiet im Bereich organischer Halbleiter vorgestellt und erste Experimente präsentiertThe presented work deals with the development and construction of a portable soft X-ray transmission microscope. It is specially designed for applications at laboratory sources but can also be operated at synchrotron facilities due to its modular layout. The microscope is based on a zone plate imaging system in conjunction with a CCD-camera as detector. The field of application ranges from the water-window spectral region between 2.3 nm and 4.4 nm wavelength to the extreme ultraviolet (wavelength < 20 nm). Vacuum prepared samples like lithographical test objects, diatoms or chemically fixed biological cells can be investigated. Two laboratory sources, a laser induced plasma based on a liquid nitrogen jet target and an electrical discharge source using hollow cathode electrode geometry, have been utilized. Due to the highly different source concepts the sources had to be characterized with regard to the radiant intensity and brilliance in order to determine an adequate condenser system. Therefore, beside measurements with an absolute calibrated spectrograph, the source sizes and line widths of the hydrogen- and helium-like emission lines of nitrogen at N-Ly-alpha = 2,48 nm and N-He-alpha = 2,88 nm have been investigated. For good image quality, parameters like uniform and monochromatic illumination of the object with high intensity and matched numerical aperture of condenser and imaging optics are important parameters. Therefore a zone plate is used as condenser at the laser induced plasma source. The zone plate images the source into the object plane and also acts as a linear monochromator. Due to the wavelength depending focal length of the zone plate the setup features spectral imaging capabilities. Since the emitting source area of the electrical discharge is about four orders of magnitude larger than the source size of the laser induced plasma, a gold-coated axially symmetric ellipsoid is used for object illumination at the discharge source. With respect to the lower plasma temperature of the discharge source and closely related weak emission of hydrogen like emission lines, the He-emission line can be selected by applying a titanium filter. The performance of both concepts is presented by imaging of test objects and biological cells. Whereas the spatial Rayleigh-resolution at the laser induced plasma source is limited to 70 nm due to vibrations, a nearly diffraction limited resolution of 40 nm can be demonstrated at the electrical discharge source. The exposure time at the laser induced plasma source at a magnification of 1000 depends on the object and ranges from 10 to 30 minutes. Due to a 10-times higher intensity in the object plane at the electrical discharge source the exposure time at this source is proportionate shorter. Besides performance tests a new field of application in organic semiconductors is described and first experiments are presented