Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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O que é uma Linha de Luz?

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Fontes de radiação e front-end


A fonte de radiação é o componente que acelera elétrons utilizando campos magnéticos intensos de forma a fazê-los produzir radiação eletromagnética. Esse componente pode ser um dipolo magnético da rede magnética do anel de armazenamento ou um dispositivo de inserção: um wiggler ou um ondulador.

Já o front-end é o primeiro conjunto de componentes, ainda dentro da blindagem dos aceleradores, que separa a câmara de vácuo do anel de armazenamento do restante da linha de luz. A radiação síncrotron produzida pela fonte de radiação incide sobre o front-end, e é sua função principal limitar o leque de radiação síncrotron de acordo com a faixa de energia utilizada na linha de luz.

Ótica


Antes de chegar à amostra, a radiação síncrotron tem seu espectro eletromagnético “filtrado” de acordo com a técnica experimental utilizada. A parte óptica da linha de luz “molda” o feixe de luz para entregá-lo na forma requerida pelo experimento, através da colimação e focalização do feixe e seleção de energia. Esses componentes ficam abrigados em cabanas de proteção radiológica e passam por um controle preciso de temperatura, umidade e particulados.

Monocromadores: Este elemento filtra uma região de comprimentos de onda do espectro da fonte, e opera baseado no princípio de difração da radiação eletromagnética. Eles permitem a seleção do comprimento de onda desejado, seja ele característico da radiação infravermelha, ultravioleta ou raios X.

Espelhos: Ao longo de uma linha de luz são empregados elementos óticos que moldam geometricamente o feixe de luz síncrotron para as condições requeridas no experimento (como tamanho e divergência do foco).

Estação Experimental


A estação experimental é a seção da linha de luz onde as amostras são analisadas. Trata-se de um ambiente isolado, dotado de proteção radiológica e controle preciso de temperatura, umidade e particulados. É a parte mais dinâmica de uma linha de luz, pois a cada novo experimento são definidas condições específicas para o condicionamento das amostras (que podem estar em diferentes estados físicos) e para os sistemas de detecção, visando a observação de diferentes aspectos da interação da luz síncrotron com a matéria.

Sistemas de posicionamento e ambientes de amostras: Esses sistemas são usados para possibilitar o posicionamento das amostras frente ao feixe de luz, muitas vezes com resolução submicrométrica. Fazem parte desses sistemas, fornos e criostatos para condicionamento de temperatura, dispositivos para deformação ou aplicação de altas pressões e de campos elétricos e/ou magnéticos para experimentos em condições in situ ou até in operando.

Detectores: Esses dispositivos analisam de forma quantitativa o resultado da interação entre a Luz Síncrotron e os átomos do material em estudo, seja por difração, absorção ou fluorescência. Incluem os detectores de área do tipo CCD ou contadores de fótons; difratômetros para posicionamento de detectores; cintiladores de múltiplos canais, fotodiodos, câmaras de ionização, etc.

O conjunto de todos esses equipamentos permite uma descrição quantitativa dos tipos de átomos e de moléculas que constituem um dado material, seus estados químicos, sua organização espacial, suas propriedades magnéticas, etc.