Deutschland – Optische Instrumente – Nanofokussierende Advanced-Kirkpatrick-Baez-Optik (AKBs)

Gegenstand des Vorhabens ist die Beschaffung und Integration einer nanofokussierenden Advanced-Kirkpatrick-Baez-Optik (AKBs) zur Erweiterung der Fokus-Modalitäten des bestehenden MID-Imaging-Instruments am European XFEL (Hamburg). Ultrakurzzeit-Experimente im Attosekunden- bis Femtosekundenbereich sind ein sich dynamisch entwickelndes Forschungsfeld mit hoher internationaler Wettbewerbsintensität, in dem nur wenige Großforschungsinfrastrukturen weltweit experimentell führend sind. Weltweit investieren führende Großforschungseinrichtungen gezielt in entsprechende Infrastruktur, um die zeitaufgelöste Bildgebung und Spektroskopie auf Nanometer- und Attosekunden-Skalen zu realisieren. Die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Fokussieroptiken stellt dabei einen der zentralen limitierenden Faktoren dar. Ziel ist die Erzeugung eines hochstabilen Nanofokus, der Experimente mit der Cut-off-Energy des Lα-Gold-Linienbereichs ermöglicht. Um eine fristgerechte Integration der Fokussieroptik in die bestehende MID-Vakuumkammer des European XFEL ohne konstruktive Umbauten zu ermöglichen, ist die Gesamtlänge der nanofokussierenden Optik auf 900 mm festzulegen. Die erforderliche optische Apertur von 700 μm ist durch die Strahlgröße des European XFEL bestimmt und stellt die minimale Voraussetzung zur verlustfreien Strahlakzeptanz dar. Die AKBs stellen die erforderliche Kombination aus Nanofokus, Stabilität und Wellenfrontqualität bereit, die für Experimente im Attosekunden- bis Femtosekundenbereich zwingend erforderlich ist. Die AKBs werden in Vakuum betrieben, um die Fokusqualität sowie Wellenfrontstabilität zu maximieren und kontaminationsfreie Spiegeloberflächen sicherzustellen, was für die extreme Präzision bei FEL-Pulses entscheidend ist und die Langlebigkeit der Optiken gewährleistet.