This work contains the Monte Carlo Simulations, as well as the first tests with an adaptive focusing neutron guide for creating a focus that does not depend on the wavelength of the incoming neutrons. All known neutron guides consist of a rectangular shape, built out of four glass plates. The inner side of the guide is coated with a complex structure of metal layers. This reflects and guides the neutrons (in analogy with the reflection of the light). For beam focusing neutron guides with fixed curvature can be built. For most experiments it is important that the beam is focused on to a small surface of the sample. In the case of focusing guides with fixed curvature it has been observed that the focusing (dimension and position of the beam focus) is wavelength dependent. This is why for measurements that are performed with different wavelengths it is very important to change the curvature of the neutron guide in order to obtain optimal results. In this work we have designed, constructed and tested a guide where we can change the curvature during the experiment. In this way we can obtain a variable curvature in horizontal as well as in vertical direction. For a curvature in the horizontal or vertical direction it is not necessary to move all four walls, only two of the opposed plates. The element that changes the curvature of the guide consists of an acting element (piezomotor) as well as a rod that can be operated by the piezomotor and that acts through a lever onto the plate. The action of a force and a consecutive torsion momentum at the free end of the plate changes the curvature of the whole plate in an almost parabolic way. Making use of the Monte Carlo simulations we were able to determine the optimal curvature for each wavelength of a neutron guide for the spectrometer TOFTOF installed at the Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). First tests have shown that with an adaptive focusing guide one can gain up to a factor three in intensity at the focal position and that the width of the beam is getting smaller. An increase in the supermirror coating of the focusing guide might bring higher gains in intensity. These adaptive focusing guides can find applications in all fields of neutron spectroscopy for obtaining focusing beams.      «

This work contains the Monte Carlo Simulations, as well as the first tests with an adaptive focusing neutron guide for creating a focus that does not depend on the wavelength of the incoming neutrons. All known neutron guides consist of a rectangular shape, built out of four glass plates. The inner side of the guide is coated with a complex structure of metal layers. This reflects and guides the neutrons (in analogy with the reflection of the light). For beam focusing neutron guides with fix...     »

Diese Arbeit beinhaltet die Monte Carlo Simulationen, sowie die erste Tests mit einem adaptiv fokussierenden Neutronenleiter zur Erzeugung eines wellenlängenunabhängigen Fokus. Bekannte Neutronenleiter umfassen häufig einen Kanalkörper quadratischen Querschnitts, zusammengesetzt aus vier Glasplatten. Die Innenfläche des Kanalkörpers ist beispielweise mit einer komplexen Struktur von Metallschichten belegt. Durch diese soll, analog zur Lichtoptik, ein durchlaufender Neutronenstrahl reflektiert und letztlich weitergeleitet werden. Für eine Strahlfokussierung stehen mittlerweile Neutronenleiter mit einer festgelegten Krümmung zur Verfügung. Für viele Untersuchungen ist es wichtig, den Neutronenstrahl auf eine möglichst kleine Fläche der zu untersuchenden Probe zu fokussieren. Hier hat es sich bei gekrümmten Neutronenleitern der o.g. Art, welche also eine festgelegte Krümmung besitzen, als nachteilig erwiesen, dass die Fokussierung (Grösse/Lage der Fokalfläche) wellenlängenabhängig ist. Demgemäss bedarf es für Messungen, die mit verschiedenen Wellenlängen durchgeführt werden einer entsprechenden Änderung der Krümmung des Kanalkörpers. Die Arbeit schlägt hierzu einen Neutronenleiter mit einem einfachen Mechanismus zum variablen Einstellen der Krümmung des Leiters vor. Mittels des vorgeschlagenen Mechanismus zum Einstellen der Krümmung soll eine variable Krümmung in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung des Leiters erreicht werden. Die Biegungen in horizontale und vertikale Richtung sind unabhängig von einander. Das vorgeschlagene Element zum Einstellen der Krümmung umfasst im Wesentlichen ein Betätigungselement (Piezomotor) sowie eine Schubstange, welche mittels des Betätigungselements (in Stangen-Längsrichtung) betätigbar ist und über ein Hebelelement an der entsprechenden Glasplatte angreift. Über die Einleitung einer entsprechenden Kraft sowie eines Biegemoments am freien Ende der Glasplatte lässt sich nahezu jede geeignete Biegung erstellen. Durch Monte Carlo Simulationen haben wir die optimale parabolische Krümmung eines Neutronenleiters für das Spektrometer TOFTOF an der Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) berechnet. Erste Tests mit Neutronen haben gezeigt dass man mit dem Adaptiv Fokussierenden Leiter bis zu einem Faktor drei in Intensität gewinnen kann einhergehend mit einer Verkleinerung der Strahlbreite im Fokalpunkt. Höhere Superspiegelung für den Leiter ermöglicht prinzipiell noch ein höher Gewinn. Dieser Adaptive Leiter kann in allen Bereichen der Neutronenspektroskopie eingesetzt werden, um fokussierende Strahlen zu erzeugen.      «

Diese Arbeit beinhaltet die Monte Carlo Simulationen, sowie die erste Tests mit einem adaptiv fokussierenden Neutronenleiter zur Erzeugung eines wellenlängenunabhängigen Fokus. Bekannte Neutronenleiter umfassen häufig einen Kanalkörper quadratischen Querschnitts, zusammengesetzt aus vier Glasplatten. Die Innenfläche des Kanalkörpers ist beispielweise mit einer komplexen Struktur von Metallschichten belegt. Durch diese soll, analog zur Lichtoptik, ein durchlaufender Neutronenstrahl reflektiert...     »