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R and D progress on second-generation crystals for Laue lens applications

Authors :
Michael Jentschel
Jürgen Knödlseder
P. von Ballmoos
Thomas Buslaps
Ken Haste Andersen
T. Camus
Denis Serre
Pierre Bastie
Nickolay Abrosimov
G. Roudil
P. Courtois
G. K. Skinner
Hubert Halloin
Nicolas M. Barrière
Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Spectrométrie Physique (LSP)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Laue-Langevin (ILL)
ILL
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
APC - Cosmologie
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France (PCC)
Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Astrophysique de Toulouse-Tarbes (LATT)
Stephen L. O'Dell, Giovanni Pareschi
Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Optics for EUV, X-Ray, and Gamma-Ray Astronomy III, Optics for EUV, X-Ray, and Gamma-Ray Astronomy III, Aug 2007, San Diego, CA, United States. pp.66880O, ⟨10.1117/12.733993⟩
Publication Year :
2007
Publisher :
HAL CCSD, 2007.

Abstract

International audience; The concept of a gamma-ray telescope based on a Laue lens offers the possibility to increase the sensitivity by more than an order of magnitude with respect to existing instruments. Laue lenses have been developed by our collaboration for several years : the main achievement of this R&D program was the CLAIRE lens prototype, which has successfully demonstrated the feasibility of the concept in astrophysical conditions. Since then, the endeavour has been oriented towards the development of efficient diffracting elements (crystal slabs) in order to increase both the effective area and the width of the energy bandpass focused, the aim being to step from a technological Laue lens to a scientifically exploitable lens. The latest mission concept featuring a gamma-ray lens is the European Gamma- Ray Imager (GRI) which intends to make use of the Laue lens to cover energies from 200 keV to 1300 keV. Investigations of two promising materials, low mosaicity copper and gradient concentration silicongermanium are presented in this paper. The measurements have been performed during three runs: 6 + 4 days at the European Synchrotron Radiation Facility (Grenoble, France), on beamline ID15A, using a 500 keV monochromatic beam, and 14 days on the GAMS 4 instrument of the Institute Laue Langevin (Grenoble, France) featuring a highly monochromatic beam of 517 keV. Despite it was not perfectly homogeneous, the presented copper crystal has exhibited peak reflectivity of 25 % in accordance with theoretical predictions, and a mosaicity around 26 arcsec, the ideal range for the realization of a Laue lens such as GRI. Silicon-germanium featuring a constant gradient have been measured for the very first time at 500 keV. Two samples showed a quite homogeneous reflectivity reaching 26%, which is far from the 48 % already observed in experimental crystals but a very encouraging beginning. The measured results have been used to estimate the performance of the GRI Laue lens design.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Optics for EUV, X-Ray, and Gamma-Ray Astronomy III, Optics for EUV, X-Ray, and Gamma-Ray Astronomy III, Aug 2007, San Diego, CA, United States. pp.66880O, ⟨10.1117/12.733993⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0f8996daaa6cdcbddf3d63e076c4f9bd
Full Text :
https://doi.org/10.1117/12.733993⟩