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X-Ray Photon Correlation Spectroscopy at the European X-Ray Free-Electron Laser (XFEL) facility

Doi : 10.1016/j.crhy.2007.04.006 

Gerhard Grübel

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Abstract

The proposed European X-ray Free-Electron Laser source (XFEL) will provide extremely brilliant (  ph/s/mm2/mrad2/0.1% bw) and highly coherent X-ray beams. Due to the pulse structure and the unprecedented brightness one will be able for the first time to study fast dynamics in the time domain, thus giving direct access to the dynamic response function  , instead of  , which is of central importance for a variety of phenomena such as fast non-equilibrium dynamics. X-ray Photon Correlation Spectroscopy (XPCS) measures the temporal changes in a speckle pattern produced when coherent light is scattered by a disordered system and therefore allows the measurement of  . This article summarizes important aspects of the scientific case for an XPCS instrument at the planned XFEL. New XPCS setups taking account of the XFEL pulse structure are described. To cite this article: G. Grübel, C. R. Physique 9 (2008).

Résumé

La source européenne laser de rayons X aux électrons libres (XFEL) proposée fournira un faisceau de rayons X extrêmement brillant (  bw) et cohérent. Grâce à la structure pulsée et à la forte brillance du faisceau, il sera possible dʼétudier pour la première fois des dynamiques très rapides dans le domaine temporel. Ainsi, la fonction temporelle dynamique   sera directement accessible ce qui est dʼune importance capitale pour de nombreux phénomènes tels que les dynamiques rapides hors-équilibres. Comme la spectroscopie de corrélation de photons X (XPCS) permet de mesurer au cours du temps les figures dʼinterférences de la lumière diffusée, obtenues avec un faisceau cohérent et un système désordonné,   peut être immédiatement déduite avec cette technique. Cet article résume les aspects scientifiques importants pour la construction dʼun instrument XPCS dans le cadre du projet XFEL ; les nouveaux dispositifs dʼXPCS prenant en compte la structure pulsée de lʼXFEL seront en particulier décrits. Pour citer cet article : G. Grübel, C. R. Physique 9 (2008).


Keywords : X-ray Photon Correlation Spectroscopy (XPCS), X-ray Free Electron Laser (XFEL), X-ray speckles, Time-domain dynamics

Mots-clés : Spectroscopie de corrélation de photons X, Laser de rayons X aux électrons libres, Figures dʼinterférences



© 2007  Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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Vol 9 - N° 5-6

P. 668-680 - juin-août 2008 Retour au numéro
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