Applied Physics B

, 92:493 | Cite as

Characterization and comparison of X-ray focusing optics for ultrafast X-ray diffraction experiments

  • U. ShymanovichEmail author
  • M. Nicoul
  • K. Sokolowski-Tinten
  • A. Tarasevitch
  • C. Michaelsen
  • D. von der Linde


We have characterized and compared the performance of different types of multi-layer optics for the focusing of femtosecond X-ray pulses. Using X-ray pulses at 8 keV, from a laser-driven plasma source we have measured the spatial distribution of the diffracted X-rays directly after and in the focal plane of the various X-ray optical devices. For a Montel optic with 7.3× magnification we obtained the largest number of focused X-ray photons per unit angle. The performance of this optic in the X-ray diffraction experiment on a thin germanium film is demonstrated.


61.10.Nz 41.50.+h 87.59.-e 


  1. 1.
    M. Bargheer, N. Zhavoronkov, M. Woerner, T. Elsaesser, Chem. Phys. Chem. 69, 783 (2006) Google Scholar
  2. 2.
    T. Pfeifer, C. Spielmann, G. Gerber, Rep. Prog. Phys. 69, 443 (2006) CrossRefADSGoogle Scholar
  3. 3.
    D.M. Fritz, D.A. Reis, B. Adams, R.A. Akre, J. Arthur, C. Blome, P.H. Bucksbaum, A.L. Cavalieri, S. Engemann, S. Fahy, R.W. Falcone, P.H. Fuoss, K.J. Gaffney, M.J. George, J. Hajdu, M.P. Hertlein, P. Hillyard, M. Horn-von Hoegen, M. Kammler, J. Kaspar, R. Kienberger, P. Krejcik, S.H. Lee, A.M. Lindenberg, B. McFarland, D. Meyer, T. Montagne, E.D. Murray, A.J. Nelson, M. Nicoul, R. Pahl, J. Rudati, H. Schlarb, D.P. Siddons, K. Sokolowski-Tinten, Th. Tschentscher, D. von der Linde, J.B. Hastings, Science 315, 633 (2007) CrossRefADSGoogle Scholar
  4. 4.
    C.V. Korff-Schmising, M. Bargheer, M. Kiel, N. Zhavoronkov, M. Woerner, T. Elsaesser, I. Vrejoiu, D. Hesse, M. Alexe, Phys. Rev. Lett. 98, 257601 (2007) CrossRefADSGoogle Scholar
  5. 5.
    A. Zholents, M. Zolotorev, Phys. Rev. Lett. 76, 912 (1996) CrossRefADSGoogle Scholar
  6. 6.
    R.W. Schoenlein, S. Chattopadhyay, H.H.W. Chong, T.E. Glover, P.A. Heimann, C.V. Shank, A.A. Zholents, M.S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000) CrossRefADSGoogle Scholar
  7. 7.
    K. Sokolowski-Tinten, C. Blome, J. Blums, A. Cavalleri, C. Dietrich, A. Tarasevitch, I. Uschmann, E. Forster, M. Horn-von-Hoegen, D. von der Linde, Nature 422, 287 (2003) CrossRefADSGoogle Scholar
  8. 8.
    K. Sokolowski-Tinten, C. Blome, C. Dietrich, A. Tarasevitch, M. Horn-von Hoegen, D. von der Linde, A. Cavalleri, J. Squier, M. Kammler, Phys. Rev. Lett. 87, 225701 (2001) CrossRefADSGoogle Scholar
  9. 9.
    C. Rischel, A. Rousse, I. Uschmann, P.A. Albouy, J.P. Geindre, P. Audebert, J.C. Gauthier, E. Forster, J.L. Martin, A. Antonetti, Nature 390, 490 (1997) CrossRefADSGoogle Scholar
  10. 10.
    A. Rousse, C. Rischel, S. Fourmaux, I. Uschmann, S. Sebban, G. Grillon, Ph. Balcou, E. Forster, J.P. Geindre, P. Audebert, J.C. Gauthier, D. Hulin, Nature 410, 65 (2001) CrossRefADSGoogle Scholar
  11. 11.
    M. Nicoul, U. Shymanovich, S. Kahle, T. Caughey, D. Sampat, K. Sokolowski-Tinten, D. von der Linde, J. Phys: Conf. Ser. 21, 207 (2005) CrossRefADSGoogle Scholar
  12. 12.
    M. Bargheer, N. Zhavoronkov, R. Bruch, H. Legall, H. Stiel, M. Woerner, T. Elsaesser, Appl. Phys. B 80, 715–719 (2005) CrossRefADSGoogle Scholar
  13. 13.
    M. Montel, Opt. Acta 1, 117 (1954) MathSciNetADSGoogle Scholar
  14. 14.
    P. Kirkpatrick, A. Baez, J. Opt. Soc. Am. 38, 766 (1948) ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    M. Horn-von Hoegen, Appl. Phys. A 59, 503 (1994) CrossRefADSGoogle Scholar
  16. 16.
    I. Uschmann, U. Nothelle, E. Foerster, V. Arkadiev, N. Langhoff, A. Antonov, I. Grigorieva, R. Steinkopf, A. Gebhardt, Appl. Opt. 44, 5069 (2005) CrossRefADSGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 2008

Authors and Affiliations

  • U. Shymanovich
    • 1
    Email author
  • M. Nicoul
    • 1
  • K. Sokolowski-Tinten
    • 1
  • A. Tarasevitch
    • 1
  • C. Michaelsen
    • 2
  • D. von der Linde
    • 1
  1. 1.Institut für Experimentelle PhysikUniversität Duisburg–EssenDuisburgGermany
  2. 2.Incoatec GmbHGeesthachtGermany

Personalised recommendations