Es gibt viele Arten von Röntgenoptiken. Alle dienen letztlich der selben Aufgabe: einer gezielten Beeinflussung der Richtung und der spektralen Zusammensetzung von Röntgenlicht bzw. im Fall von Blenden einer gezielten Begrenzung der Ausbreitung der Strahlung. Alle Typen von Röntgenoptiken lassen sich nach den genutzten physikalischen Effekten einordnen. Die untenstehende Tabelle gibt eine grobe Einordnung der Optiken nach den hauptsächlich genutzten physikalischen Effekten:
Physikalischer Effekt |
Optiktypen, die diesen Effekt nutzen |
Reflexion | (Kristall-) Spiegeloptiken; Kapillaroptiken |
Beugung | Zonenplatten |
Brechung |
brechende Linsen |
Absorption | Fenster; Filter; Lochkameras und Teleskope mit kodierter Maske |
Es gibt viele Varianten dieser Grundtypen. Die Varianten sind hier unter den Grundtypen aufgeführt. Jede Röntgenoptik hat ihre charakteristischen Eigenschaften, die hauptsächlich durch die zugrundeliegenden physikalischen Effekte und durch Grenzen bei der technischen Realisierbarkeit bestimmt werden. Viele Optiken decken eine ganze Bandbreite von Anwendungsmöglichkeiten ab. Trotzdem ist es den Versuch wert, eine Tabelle zu machen, in der die Hauptstärken der einzelnen Optiken hervorgehoben werden:
Optiktyp | Photonenenergie | Arbeitsabstand |
min. Brennfleck-durchmesser |
abbildend oder beleuchtend | achromatisches Verhalten |
Spiegeloptiken Vielfachschichten- / Kristallspiegeloptiken |
0 - 20 keV 0 - 100 keV |
>0,1 m >0,1 m |
0,03 µm 0,05 µm |
abbildend1 abbildend1 |
ja nein |
Polykapillaroptiken Monokapillaroptiken |
0 - 20 keV 0 - 20 keV |
0,002 - 0,2 m 0 - 0,2 m |
1 µm <1 µm |
beleuchtend abbildend1 |
ja ja |
Zonenplatten | 0 - 20 keV | 0,001 - 0,1 m | 0,015 µm | abbildend | nein |
Brechende Linsen (CRLs) | 5 - 500 keV | >0 m | 0,1 µm | abbildend | nein |
Teleskope mit kodierter Maske | alle2 | - | (10 µm) | abbildend | ja |
1 Gute Abbildungsqualität ist nur in Spiegeloptiken möglich, in denen jeder Lichtstrahl beim Durchlaufen der Optik eine gerade Anzahl an Reflexionen erfährt (die Erfüllung des Abbé-Kriteriums ist sonst nicht einmal näherungsweise möglich)
2 Der Photonenenergiebereich hängt hauptsächlich vom Detektor ab
Die angegebenen Werte sind grobe Schätzungen und werden sich mit kommenden Verbesserungen bei den Fertigungsprozessen ändern.