T.4.1. Wolter

T.4.1. Wolter-Teleskope und Röntgenmeßgeräte

Fallen Röntgenphotonen wie bei konventionellen optischen Teleskopen nahezu senkrecht auf die optischen Elemente, werden sie aufgrund ihrer hohen Energie nicht reflektiert, sondern transmittiert oder absorbiert.

Eine "Lenkung" der Strahlen durch Reflexion und somit eine konstruktive Analyse ihrer Energie ist zunächst nur möglich, wenn Röntgenstrahlen streifend auf eine Metalloberfläche einfallen (d.h. idealerweise mit einem Winkel zwischen 10' bis 2°).

a) Die Pionierarbeit von Hans Wolter

Figur SWT: Schema eines Wolter-I-Teleskops (aus US 2 759 106 A).

Der deutsche Physiker Hans Wolter (1911-1978) hat davon ausgehend in den 1950er Jahren Vorschläge zur Strahlführung von Röntgenphotonen mittels hintereinander angeordneten Abschnitten von Rotationsparaboloiden, Rotationshyperboloiden oder Rotationsellipsoiden erarbeitet.

Aus diesen drei Lösungsvorschlägen konnten letztlich auch Röntgenteleskope konstruiert werden (z.B. WOT52), die ihm zu Ehren heute Wolter-Teleskope (Typ I bis III) genannt werden. Eine Schemazeichnung für eine Typ I-Konstruktion ist Figur SWT aus US 2 759 106 A des Jahres 1952 zu entnehmen.

b) Aktuelle Wolter-Teleskop-Konstruktionen

Figur WTI: Wolter-I-Teleskop mit CCD-Empfängern (12,14) (aus EP 1 062 670 B1).

Heutzutage werden mehrere solcher Reflektorelemente nach Wolter hintereinander verschachtelt, um die Ausbeute an Röntgenquanten zu erhöhen.

In der Figur WTI (aus EP 1 062 670 B1) ist das Prinzip des sogenannten "genesteten" Wolter-Teleskops dargestellt, mit dem Spiegelteil (4 mit Spiegelschalen M1 bis MN) und einem anschließenden Analysatorteil, wie er bei allen Röntgensatelliten verwendet wird (z.B. ROSAT [1990-1999], XMM-Newton [Start 1999], Chandra [Start 1999]). Der Analysatorteil kann einen Interferometeraufbau, einen Spektrometeraufbau oder CCD-Felder (Figur WTI: 12, 14) beinhalten, um die energetische Zusammensetzung der Röntgenquanten aufzuschlüsseln und darzustellen.

In der WO 00 / 44003 A2 ist z.B. der Aufbau eines auch für Röntgenteleskope geeigneten Interferometers beschrieben.

Zitierte Patentdokumente
Patentnummer	Jahr	Titel
US 2 759 106 A	1952	Optical image-forming mirror system providing for grazing incidence of rays
EP 1 062 670 B1	1999	Procédé d'assemblage d'un ensemble optique comprenant des coquilles coaxiales, notamment pour télescope à rayons X

Ergänzungsdokumente
Patentnummer	Jahr	Titel
US 4 562 583 A	1984	Spectral slicing X-ray telescope with variable magnification
US 5 016 265 A	1990	Variable magnification variable dispersion glancing incidence imaging x-ray spectroscopic telescope
US 5 120 948 A	1991	Method for simultaneously determining coarse and fine petal piston in a segmented imaging assembly
WO 2003 081 899 A1	2003	Event-driven charge-coupled device design and applications therefor

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