PUMA

Insrumentschema PUMA

Dreiachsenspektrometer sind flexibel einsetzbare Geräte, die die direkte Messung der Streufunktion S(Q,ω) an wohldefinierten Punkten im reziproken Gitter und für dezidierte Frequenzen erlauben.

Das Instrument PUMA wird durch einen hohen Neutronenfluss charakterisiert, der aus dem effizienten Einsatz von Fokussierungstechniken bei der Neutronenstrahlführung resultiert. Die Größe des Primärstrahls vor dem Monochromator kann durch eine Horizontalblende variabel bis zu einem Öffnungswinkel von 40 mm definiert werden. Der Untergrund durch epithermischen Neutronen kann mittels eines Saphirfilters, der automatisch vor dem Monochromator in den Strahl gefahren werden kann, effizient reduziert werden. Die rechnerkontrollierte Wechseleinheit der Monochromatoren PG(002), Cu(220), Cu(111), Ge(311), ermöglicht die Einstellung eines großen Energieübertragsbereichs am Instrument. Hochpräzise Maschinenkupplungen zur Befestigung der einzelnen Monochromatoren auf dem Goniometertisch gewährleisten die optimale Justierung nach dem Monochromatorwechsel ohne zusätzliche Nachjustierung. Alle Monochromatoren sind mit doppelten Fokussiereinrichtungen ausgestattet, die optimale Fokussierungsbedingungen über einen weiten Bereich von einfallenden Wellenvektoren ki ermöglichen.

Auf der Sekundärseite kann die gestreute Strahlung mit einem PG(002) sowie einem Ge(311) Analysator, ebenfalls mit einer Fokussierungsoption, untersucht werden. Die Divergenz des Strahls kann durch den Einsatz von Soller-Kollimatoren variiert werden. Die Kollimatoren vor und nach dem Monochromator in der Instrumentburg können über rechnergesteuerte Wechseleinheiten automatisch eingefahren werden, die im Analysatorbereich werden manuell eingesetzt. Die Orientierung der Probe kann über ein Kipp- und Translationsgoniometer (+/- 20°, +/- 12 mm) kontrolliert werden. Dieses hat eine Tragkraft von bis zu einer Tonne und erlaubt den Einsatz von schwerer Probenumgebung. Alternativ dazu kann eine Eulerwiege mit höheren Kippwinkeln zur Verfügung gestellt werden (+/- 90°).

Eine Besonderheit des Instruments ist die Möglichkeit, stroboskopische, zeitaufgelöste Messungen von elastischen wie inelastischen Signalen mit einer Zeitauflösung von bis zu einer Mikrosekunde durchzuführen. Die Probe wird dabei periodisch durch ein externes Feld (Temperatur, elektrisches Feld oder Druck) gestört. Das zu messende Signal wird dann nicht nur in Abhängigkeit vom Impulsübertrag und der Frequenz aufgenommen, sondern erhält synchron zur Änderung des externen Parameters einen Zeitstempel. Neben der speziellen Detektorelektronik wurden für diese Messungen eigene Probenumgebungen zu den Zyklen der Temperatur, des elektrischen Feldes und des Druckes entwickelt.