JPH02210299A - Ｘ線用光学系及びそれに用いる多層膜反射鏡 - Google Patents
Ｘ線用光学系及びそれに用いる多層膜反射鏡Info
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- JPH02210299A JPH02210299A JP1031932A JP3193289A JPH02210299A JP H02210299 A JPH02210299 A JP H02210299A JP 1031932 A JP1031932 A JP 1031932A JP 3193289 A JP3193289 A JP 3193289A JP H02210299 A JPH02210299 A JP H02210299A
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
- G21K1/062—Devices having a multilayer structure
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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- G21K2201/06—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
- G21K2201/061—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements characterised by a multilayer structure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ｘ線用光学系及びそれに用いる多層膜反射鏡
に関する。
に関する。
Ｘ線により透過像を撮る技術は近年発達し、特に工業用
検査、生体分野における分析等に応用されつつある。特
に、その中でもＸ線による顕微像を必要とする分野にお
いては、特定の元素に対する透過顕微像を作成する技術
への要望は強い。Ｘ線をプローブとすることで特定の元
素のみの透過像が撮影できるのは次の理由による。即ち
、Ｘ線波長領域においては、各元素のＸ線の吸収係数が
各々異なる波長依存性を持っていることによる。
検査、生体分野における分析等に応用されつつある。特
に、その中でもＸ線による顕微像を必要とする分野にお
いては、特定の元素に対する透過顕微像を作成する技術
への要望は強い。Ｘ線をプローブとすることで特定の元
素のみの透過像が撮影できるのは次の理由による。即ち
、Ｘ線波長領域においては、各元素のＸ線の吸収係数が
各々異なる波長依存性を持っていることによる。
第１１図は、その−例として、炭素、窒素、酸素に関す
る吸収係数のＸ線波長依存性を示している。
る吸収係数のＸ線波長依存性を示している。
第１１図によれば、各元素特有な不連続な吸収端が存在
する。例えば、炭素については４４人付近に不連続な吸
収端が存在し、窒素については３１人付近に吸収端が存
在している。このような吸収端近傍の最も吸収係数の高
くなる波長のＸ線による透過像を撮れば、コントラスト
の高い良好な画像が期待できる。更に、注目している元
素の吸収端より僅かに波長が短く且つ吸収係数の高くな
るＸ線で撮影した透過像と、吸収端より僅かに波長が長
く且つ吸収係数の低くなるＸ線で撮影した透過像の差分
を取れば少ない信号でもより良好な画像を得ることがで
きる。それは、差分を取ることにより注目している元素
とは関係ない他の元素による吸収に起因する不用な信号
を除去できるからである。そして、このような方法は、
シンクロトロン放射線を利用した医療用レントゲン撮影
等で成功を納めつつある。
する。例えば、炭素については４４人付近に不連続な吸
収端が存在し、窒素については３１人付近に吸収端が存
在している。このような吸収端近傍の最も吸収係数の高
くなる波長のＸ線による透過像を撮れば、コントラスト
の高い良好な画像が期待できる。更に、注目している元
素の吸収端より僅かに波長が短く且つ吸収係数の高くな
るＸ線で撮影した透過像と、吸収端より僅かに波長が長
く且つ吸収係数の低くなるＸ線で撮影した透過像の差分
を取れば少ない信号でもより良好な画像を得ることがで
きる。それは、差分を取ることにより注目している元素
とは関係ない他の元素による吸収に起因する不用な信号
を除去できるからである。そして、このような方法は、
シンクロトロン放射線を利用した医療用レントゲン撮影
等で成功を納めつつある。
一方、近年の加工技術の進歩により、様々なＸ線用の光
学素子が開発され、実用化されてきた。
学素子が開発され、実用化されてきた。
そして、Ｘ線顕微鏡の結像光学系への応用が始まってい
る。特に最近、基板上に多層膜を形成して成る凹面鏡と
凸面鏡とから成るシュワルツシルト光学系が、他のＸ線
光学系（例えば、ウオルター型の光学系）と比較して結
像性能において優れているので注目されている。そして
、高い結像性能が要求される顕微鏡や露光装置の結像光
学系への応用が提案されている。そして、このシュワル
ツシルト光学系においても、以上の方法が導入できれば
、魅力ある顕微鏡システムの実現が期待できる。
る。特に最近、基板上に多層膜を形成して成る凹面鏡と
凸面鏡とから成るシュワルツシルト光学系が、他のＸ線
光学系（例えば、ウオルター型の光学系）と比較して結
像性能において優れているので注目されている。そして
、高い結像性能が要求される顕微鏡や露光装置の結像光
学系への応用が提案されている。そして、このシュワル
ツシルト光学系においても、以上の方法が導入できれば
、魅力ある顕微鏡システムの実現が期待できる。
ところで、Ｘ線用光学系としてのシュワルツシルト光学
系は、第１２図に示す如く、中心に開口を有する凹面鏡
ｌと凸面鏡２とを夫々反射面を対向させて同軸に配置し
、物点Ｏから放出されたＸ線を２枚の反射鏡により凹面
鏡ｌの開口を通して像点■に集束させる集光光学系であ
り、物点Ｏより放出され°たＸ線を高い反射率で反射し
て像点Ｉに結像する為に、この２枚の球面鏡１，２は基
板に２種類の屈折率の大きく異なる物質を交互に積層し
て成る−様な多層膜を形成することにより構成されてい
る。
系は、第１２図に示す如く、中心に開口を有する凹面鏡
ｌと凸面鏡２とを夫々反射面を対向させて同軸に配置し
、物点Ｏから放出されたＸ線を２枚の反射鏡により凹面
鏡ｌの開口を通して像点■に集束させる集光光学系であ
り、物点Ｏより放出され°たＸ線を高い反射率で反射し
て像点Ｉに結像する為に、この２枚の球面鏡１，２は基
板に２種類の屈折率の大きく異なる物質を交互に積層し
て成る−様な多層膜を形成することにより構成されてい
る。
尚、第１２図において、（ａ）はシュワルツシルト光学
系の斜視図、（ｂ）は物点Ｏを原点とした座標軸である
。図中、θは物点Ｏを出射したＸ線が光軸（ｙ軸）とな
す角、ｄΩは物点Ｏよりシュワルツシルト光学系に向う
Ｘ線束の立体角の微分、φは光軸゛に垂直にＸ軸、Ｚ軸
をとった時の物点０を通るＸ線のＸＺ面への投影像が２
軸となす角、６１′はＸ線の凹面鏡ｌへの入射角、θ、
はＸ線の凸面鏡２への入射角である。
系の斜視図、（ｂ）は物点Ｏを原点とした座標軸である
。図中、θは物点Ｏを出射したＸ線が光軸（ｙ軸）とな
す角、ｄΩは物点Ｏよりシュワルツシルト光学系に向う
Ｘ線束の立体角の微分、φは光軸゛に垂直にＸ軸、Ｚ軸
をとった時の物点０を通るＸ線のＸＺ面への投影像が２
軸となす角、６１′はＸ線の凹面鏡ｌへの入射角、θ、
はＸ線の凸面鏡２への入射角である。
多層膜は、第１３図に示す如く、層厚がｄｌの物質ａか
ら成る層と層厚がｄ２の物質すから成る層を基板３上に
交互に周期厚ｄで繰り返し積層した構造になっている。
ら成る層と層厚がｄ２の物質すから成る層を基板３上に
交互に周期厚ｄで繰り返し積層した構造になっている。
この多層膜は、ブラッグ条件即ち
ｍλ＝２ｄｓｉｎω
λ：Ｘ線の波長、ｄ：多層膜の周期厚。
ω：多層膜に対する斜入射角１ｍ：次数を満足する条件
で高い反射率が得られる。特にｍ＝ｌの場合即ち λ＝２ｄｓｉｎω を満足する波長のＸ線が高い効率で反射される。
で高い反射率が得られる。特にｍ＝ｌの場合即ち λ＝２ｄｓｉｎω を満足する波長のＸ線が高い効率で反射される。
尚、第１３図において、４及び５は入射Ｘ線及び反射Ｘ
線、ψは入射角である。
線、ψは入射角である。
従って、第１２図において、特定の波長のＸ線が特定の
入射角で球面鏡１． ２に入射した時のみ高い効率で反
射される。特に、シュワルツシルト光学系においては、
斜入射角ωがほぼ９０’であるので、λ＝２ｄを満足す
る波長のＸ線のみが結像される。
入射角で球面鏡１． ２に入射した時のみ高い効率で反
射される。特に、シュワルツシルト光学系においては、
斜入射角ωがほぼ９０’であるので、λ＝２ｄを満足す
る波長のＸ線のみが結像される。
そのため、シュワルツシルト光学系においても、ある元
素の吸収端を挾む２波長のＸ線で撮影した透過像の差分
を取る方法の適用が期待されていても、以上の理由で、
このような複数の波長を使用する方法の適用は困難であ
った。
素の吸収端を挾む２波長のＸ線で撮影した透過像の差分
を取る方法の適用が期待されていても、以上の理由で、
このような複数の波長を使用する方法の適用は困難であ
った。
本発明は、上記問題点に鑑み、複数の波長のＸ線につい
ても結像せしめることができるＸ線用光学系及びそれに
用いる多層膜反射鏡を提供することを目的としている。
ても結像せしめることができるＸ線用光学系及びそれに
用いる多層膜反射鏡を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段及び作用〕シュワルツシル
ト光学系を利用したＸ線顕微鏡システムにおいて、試料
中に含有する注目される元素の透過像を撮る為には、前
述したように注目される元素の吸収端の前後の２波長の
Ｘ線による透過像を撮影し、それらの差分を取ることが
望ましい。そのためには、次の二つの問題に対する解決
が必要となる。即ち、（ｉ）シュワルツシルト光学系が
複数の波長のＸ線に対して結像できること。（ｉ）各波
長のＸ線による透過像を独立に撮影するため、光源が白
色光源である場合には分光が必要なこと。
ト光学系を利用したＸ線顕微鏡システムにおいて、試料
中に含有する注目される元素の透過像を撮る為には、前
述したように注目される元素の吸収端の前後の２波長の
Ｘ線による透過像を撮影し、それらの差分を取ることが
望ましい。そのためには、次の二つの問題に対する解決
が必要となる。即ち、（ｉ）シュワルツシルト光学系が
複数の波長のＸ線に対して結像できること。（ｉ）各波
長のＸ線による透過像を独立に撮影するため、光源が白
色光源である場合には分光が必要なこと。
以上の２点についての解決法を次に述べる。
（１） シュワルツシルト光学系が複数の波長のＸ線
に対して結像できる方法 ■ 多層膜反射鏡の鏡面Ω複数の領域に異なる種類の多
層膜を形成する方法。
に対して結像できる方法 ■ 多層膜反射鏡の鏡面Ω複数の領域に異なる種類の多
層膜を形成する方法。
即ち、凹面鏡ｌと凸面鏡２の各鏡面を複数の領域に分割
して各々の領域に対して異なる特定の波長のＸ線が特定
の入射角で入射した時に反射率が最大となるように構成
された（以下、最適化設計されたと称す。）多層膜を夫
々形成する。例えば、第１図（ａ）、 （ｂ）に示した
如く、シュワルツシルト光学系の凹面鏡ｌと凸面鏡２の
各鏡面を何れもその直径を境界線とする２領域α、βに
分割して、波長λ１のＸ線に対して最適化設計された多
層膜を領域αに形成し、波長λ２のＸ線に対して最適化
設計された多層膜を領域βに形成する。そして、この場
合凹面鏡ｌの領域αで反射された光線は凸面鏡２の領域
αに入射し、同様に凹面鏡１の領域βで反射された光線
は凸面鏡２の領域βに入射するようになっている。以上
のように多層膜を形成した凹面ｍｔ及び凸面鏡２から成
るシュワルツシルト光学系においては、両鏡１，２の領
域αで波長λ１のＸ線を結像し、領域βで波長λ、のＸ
線を結像する。同様に、第２図（ａｌ、 （ｂｌに示し
た如く、両鏡１，２の各鏡面をα、β、γの三つの領域
に分けて同じ方法を用いれば、λ１．λ２．λ、の三つ
の波長のＸ線に対して結像可能なシュワルツシルト光学
系が構成される。又、鏡面を複数の領域に分割する方法
としては、第３図Ｆａ）、 （ｂ）に示した如く輪帯状
に分割しても良い。即ち、基本的には、ある特定の波長
のＸ線に対して最適化設計された多層膜が凹面鏡ｌの鏡
面のある領域に形成されている場合に、その領域で反射
されたＸ線が凸面鏡２においても最適化設計された多層
膜が形成されている領域に入射して反射されるようにな
っていれば良い。以上のような工夫により複数の波長の
Ｘ線が結像できるシュワルツシルト光学系を構成するこ
とが可能となる。
して各々の領域に対して異なる特定の波長のＸ線が特定
の入射角で入射した時に反射率が最大となるように構成
された（以下、最適化設計されたと称す。）多層膜を夫
々形成する。例えば、第１図（ａ）、 （ｂ）に示した
如く、シュワルツシルト光学系の凹面鏡ｌと凸面鏡２の
各鏡面を何れもその直径を境界線とする２領域α、βに
分割して、波長λ１のＸ線に対して最適化設計された多
層膜を領域αに形成し、波長λ２のＸ線に対して最適化
設計された多層膜を領域βに形成する。そして、この場
合凹面鏡ｌの領域αで反射された光線は凸面鏡２の領域
αに入射し、同様に凹面鏡１の領域βで反射された光線
は凸面鏡２の領域βに入射するようになっている。以上
のように多層膜を形成した凹面ｍｔ及び凸面鏡２から成
るシュワルツシルト光学系においては、両鏡１，２の領
域αで波長λ１のＸ線を結像し、領域βで波長λ、のＸ
線を結像する。同様に、第２図（ａｌ、 （ｂｌに示し
た如く、両鏡１，２の各鏡面をα、β、γの三つの領域
に分けて同じ方法を用いれば、λ１．λ２．λ、の三つ
の波長のＸ線に対して結像可能なシュワルツシルト光学
系が構成される。又、鏡面を複数の領域に分割する方法
としては、第３図Ｆａ）、 （ｂ）に示した如く輪帯状
に分割しても良い。即ち、基本的には、ある特定の波長
のＸ線に対して最適化設計された多層膜が凹面鏡ｌの鏡
面のある領域に形成されている場合に、その領域で反射
されたＸ線が凸面鏡２においても最適化設計された多層
膜が形成されている領域に入射して反射されるようにな
っていれば良い。以上のような工夫により複数の波長の
Ｘ線が結像できるシュワルツシルト光学系を構成するこ
とが可能となる。
■ 複数種類の多層膜を重ねて基板上に形成することに
より多層膜反射鏡を構成する方法可視光領域の多層膜と
Ｘ線領域の多局膜の設計法や性質は基本的には同じであ
るが、ただＸ線領域の多層膜反射鏡の場合Ｘ線の透過率
が非常に高いという性質がある。そこで、この性質を利
用すると、幾つかの異なる波長のＸ線に対して各々最適
化設計した複数の多層膜を重ねることで、複数の波長の
Ｘ線に対して、高い反射率を有する多層膜反射鏡が設計
できる。
より多層膜反射鏡を構成する方法可視光領域の多層膜と
Ｘ線領域の多局膜の設計法や性質は基本的には同じであ
るが、ただＸ線領域の多層膜反射鏡の場合Ｘ線の透過率
が非常に高いという性質がある。そこで、この性質を利
用すると、幾つかの異なる波長のＸ線に対して各々最適
化設計した複数の多層膜を重ねることで、複数の波長の
Ｘ線に対して、高い反射率を有する多層膜反射鏡が設計
できる。
第４図に、二つの波長のＸ線に対して高い反射率を有す
る多層膜反射鏡の概念を示す。即ち、Ａの部分の多層膜
は物質ａで構成された層厚ｄ１の層と物質すで構成され
た層厚ｄ！のめう交互に周期厚ＤＩで繰り返し積層した
構造となり、Ｂの部分の多層膜は物質Ｃで構成された層
厚ｄ、の層と物質ｄで構成された層厚ｄ、の層を交互に
周期厚Ｄ２で繰り返し積層した構造となっており、これ
らを基板３上に重ねて形成したものである。そして、Ａ
の部分はブラッグ条件に従って特定の斜入射角ω１で入
射した波長λ１のＸ線に対して最も反射率が高くなるよ
うに設計され、Ｂの部分は同様に斜入射角ω２で入射し
た波長のλ２のＸ線に対して最も反射率が高くなるよう
に設計されている。この考え方によれば、二つの波長の
Ｘ線に対してだけでなく、更に別の波長のＸ線に対して
最も反射率が高くなるように設計された多層膜を重ねる
ことにより、三つの波長に対して使用できる多層膜反射
鏡を構成することができる。即ち、幾つかの使用したい
波長のＸ線に対し各々最適化設計された多層膜を重ねる
ことで複数の波長のＸ線に対しても使用可能な多層膜反
射鏡が作製できる。
る多層膜反射鏡の概念を示す。即ち、Ａの部分の多層膜
は物質ａで構成された層厚ｄ１の層と物質すで構成され
た層厚ｄ！のめう交互に周期厚ＤＩで繰り返し積層した
構造となり、Ｂの部分の多層膜は物質Ｃで構成された層
厚ｄ、の層と物質ｄで構成された層厚ｄ、の層を交互に
周期厚Ｄ２で繰り返し積層した構造となっており、これ
らを基板３上に重ねて形成したものである。そして、Ａ
の部分はブラッグ条件に従って特定の斜入射角ω１で入
射した波長λ１のＸ線に対して最も反射率が高くなるよ
うに設計され、Ｂの部分は同様に斜入射角ω２で入射し
た波長のλ２のＸ線に対して最も反射率が高くなるよう
に設計されている。この考え方によれば、二つの波長の
Ｘ線に対してだけでなく、更に別の波長のＸ線に対して
最も反射率が高くなるように設計された多層膜を重ねる
ことにより、三つの波長に対して使用できる多層膜反射
鏡を構成することができる。即ち、幾つかの使用したい
波長のＸ線に対し各々最適化設計された多層膜を重ねる
ことで複数の波長のＸ線に対しても使用可能な多層膜反
射鏡が作製できる。
そして、Ｘ線の透過率の低い多層膜はど基板３に近い所
に積層し、透過率の高いものほどＸ線の入射面に近い所
に積層するようにすれば、各波長のＸ線に対して効率よ
く反射する多層膜反射鏡となる。
に積層し、透過率の高いものほどＸ線の入射面に近い所
に積層するようにすれば、各波長のＸ線に対して効率よ
く反射する多層膜反射鏡となる。
（２）各波長のＸ線による透過像を独立に撮影し得るよ
うにする方法 シンクロトロン装置、レーザープラズマ、Ｘ線管などの
Ｘ線光源は、白色光源である。検出したい元素の吸収端
の前後の２波長のＸ線による差分画像を作成する場合に
は、白色光のうち必要な波長のＸ線を分光して透過像を
作成することが望ましい。その理由は、上記の如き複数
の波長のＸ線に対応できるシュワルツシルト光学系の場
合、白色光で透過像を撮影すると、その像はシュワルツ
シルト光学系で結像できるすべての波長のＸ線による像
を重畳したものとなるからである。従って、この透過像
を各波長成分による像に分解する必要がある。それも、
基本的には物点、シュワルツシルト光学系、像点の位置
を変えることなく分光した波長により全く同じ透過像を
撮影することが望ましい。
うにする方法 シンクロトロン装置、レーザープラズマ、Ｘ線管などの
Ｘ線光源は、白色光源である。検出したい元素の吸収端
の前後の２波長のＸ線による差分画像を作成する場合に
は、白色光のうち必要な波長のＸ線を分光して透過像を
作成することが望ましい。その理由は、上記の如き複数
の波長のＸ線に対応できるシュワルツシルト光学系の場
合、白色光で透過像を撮影すると、その像はシュワルツ
シルト光学系で結像できるすべての波長のＸ線による像
を重畳したものとなるからである。従って、この透過像
を各波長成分による像に分解する必要がある。それも、
基本的には物点、シュワルツシルト光学系、像点の位置
を変えることなく分光した波長により全く同じ透過像を
撮影することが望ましい。
以上のことを実現するには、主に三つの方法が考えられ
る。即ち、■開口部が切換ゎる絞りをシュワルツシルト
光学系内に挿入する方法。■光源を分光してシュワルツ
シルト光学系に各波長のＸ線を別々に入射させる方法。
る。即ち、■開口部が切換ゎる絞りをシュワルツシルト
光学系内に挿入する方法。■光源を分光してシュワルツ
シルト光学系に各波長のＸ線を別々に入射させる方法。
■検出器の直前で分光して各波長のＸ線を別々の検出器
で検出する方法。
で検出する方法。
■ 開口部が切換わる絞りをシュワルツシルト光学系内
に挿入する方法。
に挿入する方法。
（１）で提案した複数の波長のＸ線に対して結像可能な
シュワルツシルト光学系のうち、（１）の■のタイプの
ものは、特別な分光器等を利用しなくても、光学系内に
開口部が切換ゎる絞りを挿入することで、各波長成分に
分解した透過像が得られる。即ち２、結像能力を有して
いる幾つかの波長のうちの一つの波長のＸ線による透過
像を抽出したい場合は、その波長に対して最適化設計さ
れた多層膜を有する鏡面−ヒの領域以外の領域に入射す
る光線を上記絞りの遮光部分で遮断すれば良い。このよ
うにすれば、仮りに光学系に白色光が入射しても、上記
絞りで遮断されない即ち開口部に対応する領域の多層膜
により、ブラッグ条件を満足する波長のＸ線による像が
結像する。そして、上記絞りの開口部を切換えれば、他
の波長のＸ線による像が結像する。
シュワルツシルト光学系のうち、（１）の■のタイプの
ものは、特別な分光器等を利用しなくても、光学系内に
開口部が切換ゎる絞りを挿入することで、各波長成分に
分解した透過像が得られる。即ち２、結像能力を有して
いる幾つかの波長のうちの一つの波長のＸ線による透過
像を抽出したい場合は、その波長に対して最適化設計さ
れた多層膜を有する鏡面−ヒの領域以外の領域に入射す
る光線を上記絞りの遮光部分で遮断すれば良い。このよ
うにすれば、仮りに光学系に白色光が入射しても、上記
絞りで遮断されない即ち開口部に対応する領域の多層膜
により、ブラッグ条件を満足する波長のＸ線による像が
結像する。そして、上記絞りの開口部を切換えれば、他
の波長のＸ線による像が結像する。
■ 白色光源を分光してシュワルツシルト光学系に各波
長のＸ線を別々に入射させる方法。
長のＸ線を別々に入射させる方法。
（１）の■のタイプの複数の波長のＸ線が結像可能なシ
ュワルツシルト光学系の場合、（２）の■で述べたよう
な絞りを光学系内に挿入する方法では対応できない。そ
こで、ここでは、光源から放出される白色光を分光しシ
ュワルツシルト光学系に別々に導入する。分光系として
は、瀬谷−波岡型モノクロメータ等の回折格子をはじめ
とする分光器を必要とする。しかし、この方法は、当然
（１）の■のタイプのシュワルツシルト型光学系でも適
用可能であり、汎用性がある。
ュワルツシルト光学系の場合、（２）の■で述べたよう
な絞りを光学系内に挿入する方法では対応できない。そ
こで、ここでは、光源から放出される白色光を分光しシ
ュワルツシルト光学系に別々に導入する。分光系として
は、瀬谷−波岡型モノクロメータ等の回折格子をはじめ
とする分光器を必要とする。しかし、この方法は、当然
（１）の■のタイプのシュワルツシルト型光学系でも適
用可能であり、汎用性がある。
■ 検出器の直前で分光して各波長のＸ線を別々の検出
器で検出する方法。
器で検出する方法。
■の方法と同様に（１）の■のタイプの複数の波長のＸ
線が結像可能なシュワルツシルト光学系の場合、分光器
を検出器の直前に置き光学系を通ったＸ線を分光して各
波長のＸ線を別々の検出器で検出する方法も有効である
。この方法も（２）の■の方法と同じ＜（１）の■のタ
イプのシュワルツシルト光学系でも適用可能である。
線が結像可能なシュワルツシルト光学系の場合、分光器
を検出器の直前に置き光学系を通ったＸ線を分光して各
波長のＸ線を別々の検出器で検出する方法も有効である
。この方法も（２）の■の方法と同じ＜（１）の■のタ
イプのシュワルツシルト光学系でも適用可能である。
以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。
。
Ｘ皿五ユ
第５図は、シュワルツシルト光学系の構成とそれを決め
る基本的なパラメータを示している。ここで、（ａ）は
シュワルツシルト光学系の斜視図、（ｂ）は物点Ｏを原
点とした座標軸、（Ｃ）は光軸（ｙ軸）を含む断面図で
ある。図中、θ、１はＸ線の凹面鏡１への入射角、θ２
．はＸ線の凸面鏡２への入射角、Ｒｏ及びＲ２は夫々凹
面鏡１及び凸面鏡２の曲率半径、ρ。は物点Ｏから凹面
鏡１までの光軸上の距離、１ｏは凹面鏡ｌから凸面鏡２
までの光軸上の距離、ｒｏは凸面鏡２から像点Ｉまでの
光軸上の距離である。
る基本的なパラメータを示している。ここで、（ａ）は
シュワルツシルト光学系の斜視図、（ｂ）は物点Ｏを原
点とした座標軸、（Ｃ）は光軸（ｙ軸）を含む断面図で
ある。図中、θ、１はＸ線の凹面鏡１への入射角、θ２
．はＸ線の凸面鏡２への入射角、Ｒｏ及びＲ２は夫々凹
面鏡１及び凸面鏡２の曲率半径、ρ。は物点Ｏから凹面
鏡１までの光軸上の距離、１ｏは凹面鏡ｌから凸面鏡２
までの光軸上の距離、ｒｏは凸面鏡２から像点Ｉまでの
光軸上の距離である。
シュワルツシルト光学系が無収差となる条件はニー・ケ
ーφヘッド（Ａ、に、Ｈｅａｄ Ｐｒｏｃ、Ｐｈｙｓ、
Ｓｏｃ。
ーφヘッド（Ａ、に、Ｈｅａｄ Ｐｒｏｃ、Ｐｈｙｓ、
Ｓｏｃ。
７０、９４５（１９５７））により求められている。即
ち、第５図の表示に従うと、 Ｒ１＝２ ＋ｎｊ！ａρ。／（ｍρｏ ＋ｍＡ’ｏ
ｒｅ）Ｒｔ ＝２ ｊ’ｏｒｏ ／ （ｒｅ ＋Ｉｌｏ
−ｍｏｏ＞である。ここで、ｍは倍率である。そのう
ち、ｍ＝１００の光学系のうち、凸面鏡２の曲率半径Ｒ
８を１としたとき、 ｒｏ＝７８．２． ｒｏ ＝３．４８． （！−＝
１．６７゜Ｒ，＝２．６７．Ｒ２＝ １ となる光学系を考え、実施例を考察する。
ち、第５図の表示に従うと、 Ｒ１＝２ ＋ｎｊ！ａρ。／（ｍρｏ ＋ｍＡ’ｏ
ｒｅ）Ｒｔ ＝２ ｊ’ｏｒｏ ／ （ｒｅ ＋Ｉｌｏ
−ｍｏｏ＞である。ここで、ｍは倍率である。そのう
ち、ｍ＝１００の光学系のうち、凸面鏡２の曲率半径Ｒ
８を１としたとき、 ｒｏ＝７８．２． ｒｏ ＝３．４８． （！−＝
１．６７゜Ｒ，＝２．６７．Ｒ２＝ １ となる光学系を考え、実施例を考察する。
Ｘ線が凹面鏡１に入射角θ、１で入射するときの反射率
をｆｌ （θ１．）とし、凹面鏡１で反射されたＸ線
が凸面鏡２に入射角θ２．で入射するときの反射率をｆ
２ （θ２．）とすれば、物点Ｏより放射され像点Ｉに
集光したＸ線の明るさは、ｒ−ｆｌ（θ１１）ｆ２（θ
２□）ｄΩ（θ、φ）Σ −−−−・・ （１） で与えられるＦに比例した量になる。ここで、Ω（θ、
φ）は物点０よりシュワルツシルト光学系に向うＸ線束
の立体角であり、積分の範囲Σは実際に有効径を通るこ
とのできるＸ線束の立体角である。多層膜反射鏡の反射
率ｆ１（θ、ｔ）ｆ２（θ２．）は特定の波長のＸ線が
入射した場合、特定の入射角で最大となるような角度依
存性を有している。一般に、シュワルツシルト光学系に
おいて、Ｘ線は反射鏡の鏡面にいろいろな角度で入射す
るので式（１）のｒが最大となるべく、多層膜の設計を
行なう必要がある。
をｆｌ （θ１．）とし、凹面鏡１で反射されたＸ線
が凸面鏡２に入射角θ２．で入射するときの反射率をｆ
２ （θ２．）とすれば、物点Ｏより放射され像点Ｉに
集光したＸ線の明るさは、ｒ−ｆｌ（θ１１）ｆ２（θ
２□）ｄΩ（θ、φ）Σ −−−−・・ （１） で与えられるＦに比例した量になる。ここで、Ω（θ、
φ）は物点０よりシュワルツシルト光学系に向うＸ線束
の立体角であり、積分の範囲Σは実際に有効径を通るこ
とのできるＸ線束の立体角である。多層膜反射鏡の反射
率ｆ１（θ、ｔ）ｆ２（θ２．）は特定の波長のＸ線が
入射した場合、特定の入射角で最大となるような角度依
存性を有している。一般に、シュワルツシルト光学系に
おいて、Ｘ線は反射鏡の鏡面にいろいろな角度で入射す
るので式（１）のｒが最大となるべく、多層膜の設計を
行なう必要がある。
例えば、第５図の構成のシュワルツシルト光学系の場合
、■λ＝ ４４．７人、■λ＝ ３９．８人、■λ＝
３１．６人の波長のＸ線に対しては、式＋１１を利用し
た次のような多層膜の設計例が考えられる。
、■λ＝ ４４．７人、■λ＝ ３９．８人、■λ＝
３１．６人の波長のＸ線に対しては、式＋１１を利用し
た次のような多層膜の設計例が考えられる。
■λ＝ ４４．７人
凹面鏡ｌについて
Ｒｅ層を厚さ６．２８人で、Ｃ層を厚さ１６．１５人で
交互に積層して成り、入射角θ、１が２，８°の時反射
率が最大になるような多層膜 凸面鏡２について Ｒｅ層を厚さ６．３３人で、Ｃ層を厚さ１６．２８人で
交互に積層して成り、入射角θ２３が７．８０の時反射
率が最大になるような多層膜 ■λ＝ ３９．８人 凹面鏡１について Ｎｉ層を厚さ８．０１人で、Ｓｃ層を厚さ１２６０２人
で交互に積層して成り、入射角θ１１が２．８゜の時反
射率が最大になるような多層膜 凸面鏡２について Ｎｉ層を厚さ８．２８人で、Ｓｃ層を厚さ１１．９１人
で交互に積層して成り、入射角θ１１が７．８０の時反
射率が最大になるような多層膜 ■λ＝ ３１．６人 凹面鏡１について Ｎｉ層を厚さ６．８２人で、Ｓｃ層を厚さ９．０４人で
交互に積層して成り、入射角θ１１が２．８°の時反射
率が最大になるような多層膜 凸面鏡２について Ｎｉ層を厚さ６．８７人で、Ｓｃ層を厚さ９．１１人で
交互に積層して成り、入射角θ２．が７．８０の時反射
率が最大になるような多層膜 以上のような多層膜を利用すれば、光源が白色光源の場
合でも、下記の如（Ｃ，Ｃａについて吸収端を利用した
差分画像が得られる。
交互に積層して成り、入射角θ、１が２，８°の時反射
率が最大になるような多層膜 凸面鏡２について Ｒｅ層を厚さ６．３３人で、Ｃ層を厚さ１６．２８人で
交互に積層して成り、入射角θ２３が７．８０の時反射
率が最大になるような多層膜 ■λ＝ ３９．８人 凹面鏡１について Ｎｉ層を厚さ８．０１人で、Ｓｃ層を厚さ１２６０２人
で交互に積層して成り、入射角θ１１が２．８゜の時反
射率が最大になるような多層膜 凸面鏡２について Ｎｉ層を厚さ８．２８人で、Ｓｃ層を厚さ１１．９１人
で交互に積層して成り、入射角θ１１が７．８０の時反
射率が最大になるような多層膜 ■λ＝ ３１．６人 凹面鏡１について Ｎｉ層を厚さ６．８２人で、Ｓｃ層を厚さ９．０４人で
交互に積層して成り、入射角θ１１が２．８°の時反射
率が最大になるような多層膜 凸面鏡２について Ｎｉ層を厚さ６．８７人で、Ｓｃ層を厚さ９．１１人で
交互に積層して成り、入射角θ２．が７．８０の時反射
率が最大になるような多層膜 以上のような多層膜を利用すれば、光源が白色光源の場
合でも、下記の如（Ｃ，Ｃａについて吸収端を利用した
差分画像が得られる。
まず、Ｃについての透過像を撮影する場合について説明
する。
する。
第１１図によれば、Ｃの吸収端は４３．６８人の所に存
在している。従って、■のλ＝ ４４．７人に対して設
計された多層膜反射鏡と■λ＝ ３９．８人に対して設
計された多層膜反射鏡を利用すれば、Ｃのに吸収端４３
．６８人を挾む二つの波長のＸ線でＣの透過像を撮り、
それらの差分の画像を作成する方法が可能となる。
在している。従って、■のλ＝ ４４．７人に対して設
計された多層膜反射鏡と■λ＝ ３９．８人に対して設
計された多層膜反射鏡を利用すれば、Ｃのに吸収端４３
．６８人を挾む二つの波長のＸ線でＣの透過像を撮り、
それらの差分の画像を作成する方法が可能となる。
その具体例とし、シュワルツシルト光学系の鏡面を複数
の領域に分割してその各領域に■のλ＝４４．７人に対
して設計された多層膜と■のλ＝３９．８人に対して設
計された多層膜を夫々形成することを考える。
の領域に分割してその各領域に■のλ＝４４．７人に対
して設計された多層膜と■のλ＝３９．８人に対して設
計された多層膜を夫々形成することを考える。
即ち、第１図（ａ）、 ［ｂ）に示した如く、シュワル
ツシルト光学系の鏡面の直径を境界としてαとβの領域
に分割し、凹面鏡ｌ、凸面鏡２の各αの領域に■（λ＝
４４．７人）の設計による多層膜を形成し、各βの領
域に■（λ＝ ３９．８人）による多層膜を形成する。
ツシルト光学系の鏡面の直径を境界としてαとβの領域
に分割し、凹面鏡ｌ、凸面鏡２の各αの領域に■（λ＝
４４．７人）の設計による多層膜を形成し、各βの領
域に■（λ＝ ３９．８人）による多層膜を形成する。
そして、波長４４．７人のＸ線による透過拡大像を作成
したい場合には、第１図（Ｃ）に示した如く、βの領域
に入射するＸ線を凹面鏡ｌの直前に設置した半円形の遮
光板（絞り）６で遮蔽し、波長４４．７人のＸ線のみに
よる透過拡大像をαの領域を利用して結像させる。
したい場合には、第１図（Ｃ）に示した如く、βの領域
に入射するＸ線を凹面鏡ｌの直前に設置した半円形の遮
光板（絞り）６で遮蔽し、波長４４．７人のＸ線のみに
よる透過拡大像をαの領域を利用して結像させる。
一方、波長３９．８人のＸ線による透過拡大像を作成し
たい場合には、第１図（ｄ）に示した如く反対にαの領
域に入射するＸ線を上記遮光板６を光軸のまわりに１８
０°回転させて遮蔽し、波長３９．８人のＸ線のみによ
る透過拡大像をβの領域を用いて結像させる。
たい場合には、第１図（ｄ）に示した如く反対にαの領
域に入射するＸ線を上記遮光板６を光軸のまわりに１８
０°回転させて遮蔽し、波長３９．８人のＸ線のみによ
る透過拡大像をβの領域を用いて結像させる。
このようにして作成された波長４４．７人と３９゜８人
のＸ線による透過拡大像の差分画像を作成する方法とし
ては、例えば、マルチチャンネルプレート（ＭＣＰ）等
の光電変換型の検出器１１により透過拡大像を検知し電
気信号に変換し電気的演算処理をすることより行なう容
易な方法がある。
のＸ線による透過拡大像の差分画像を作成する方法とし
ては、例えば、マルチチャンネルプレート（ＭＣＰ）等
の光電変換型の検出器１１により透過拡大像を検知し電
気信号に変換し電気的演算処理をすることより行なう容
易な方法がある。
この他、シュワルツシルト光学系の鏡面の分割の方式と
して、第３図ｆａｎ、 （ｂ）に示した如く、凹面鏡ｌ
と凸面鏡２の各鏡面を輪帯状にαとβの領域に分割する
方法も有効であり、例えば、各αの領域に■（λ＝ ４
４．７人）の設計による多層膜を形成し、各βの領域に
■（λ＝ ３９．８人）の設計による多層膜を形成して
もよい。この場合、波長４４．７人のＸ線による透過像
及び波長３９．８人のＸ線による透過像を分離して撮る
為、やはり光学系に絞りを置（必要があるが、この場合
第３図（Ｃ）。
して、第３図ｆａｎ、 （ｂ）に示した如く、凹面鏡ｌ
と凸面鏡２の各鏡面を輪帯状にαとβの領域に分割する
方法も有効であり、例えば、各αの領域に■（λ＝ ４
４．７人）の設計による多層膜を形成し、各βの領域に
■（λ＝ ３９．８人）の設計による多層膜を形成して
もよい。この場合、波長４４．７人のＸ線による透過像
及び波長３９．８人のＸ線による透過像を分離して撮る
為、やはり光学系に絞りを置（必要があるが、この場合
第３図（Ｃ）。
（ｄｌに示した如く、物点Ｏと凸面鏡２の間に円形及び
輪帯状の絞り（遮光板）７，８を交互に挿入すれば良い
。円形の絞り７を置いた場合には領域βに入射するＸ線
を遮蔽し、輪帯状の絞り８を置いた場合には領域αに入
射するＸ線を遮蔽する。尚、絞り７，８の位置は、凹面
鏡ｌと凸面鏡２との間でも構わない。このような方法に
よって、Ｃについての差分画像を作成することができる
。
輪帯状の絞り（遮光板）７，８を交互に挿入すれば良い
。円形の絞り７を置いた場合には領域βに入射するＸ線
を遮蔽し、輪帯状の絞り８を置いた場合には領域αに入
射するＸ線を遮蔽する。尚、絞り７，８の位置は、凹面
鏡ｌと凸面鏡２との間でも構わない。このような方法に
よって、Ｃについての差分画像を作成することができる
。
更にＣａは３５．１２人に吸収端を持つが、■（λ＝
４４．７人）、■（λ＝ ３９．８人）、■（λ＝ ３
１．８人）の三種類の設計による多層膜を利用すること
で、ＣとＣａの透過像を撮影するシュワルツシルト光学
系も実現できる。
４４．７人）、■（λ＝ ３９．８人）、■（λ＝ ３
１．８人）の三種類の設計による多層膜を利用すること
で、ＣとＣａの透過像を撮影するシュワルツシルト光学
系も実現できる。
即ち、Ｃの吸収端は４４．７人と３９．８人の間にあり
、Ｃａの吸収端は３９．８人と３１．８人の間にあるか
ら、第２図（ａ）、 （ｂｌに示した如（シュワルツシ
ルト光学系の鏡面を三つの領域α、β、γに分割して、
領域αに■（λ＝ ４４．７人）の設計による多層膜を
形成し、領域βに■（λ＝ ３９．８人）の設計による
多層膜を形成し、γの領域に■（λ＝ ３１．８人）の
設計による多層膜を形成する。そして、このようなシュ
ワルツシルト光学系を実現すれば、ＣとＣａの差分画像
を上記と同様な方法により作成することができる。尚、
各波長に分解した透過像を撮影するためには、第２図（
Ｃ）に示した如く鏡面を３等分するようにしてα、β。
、Ｃａの吸収端は３９．８人と３１．８人の間にあるか
ら、第２図（ａ）、 （ｂｌに示した如（シュワルツシ
ルト光学系の鏡面を三つの領域α、β、γに分割して、
領域αに■（λ＝ ４４．７人）の設計による多層膜を
形成し、領域βに■（λ＝ ３９．８人）の設計による
多層膜を形成し、γの領域に■（λ＝ ３１．８人）の
設計による多層膜を形成する。そして、このようなシュ
ワルツシルト光学系を実現すれば、ＣとＣａの差分画像
を上記と同様な方法により作成することができる。尚、
各波長に分解した透過像を撮影するためには、第２図（
Ｃ）に示した如く鏡面を３等分するようにしてα、β。
γの領域に分け、その何れかの領域のみにＸ線を通すよ
うな遮光板（絞り）９を凹面鏡ｌと凸面鏡２との間に置
（。遮光板９は扇形の窓を持った遮光板であって、これ
を回転することで必要な部分に光線を通すようにしてい
る。本実施例の原理は３波長以上のＸ線による像を結像
させたい場合に応用できる。
うな遮光板（絞り）９を凹面鏡ｌと凸面鏡２との間に置
（。遮光板９は扇形の窓を持った遮光板であって、これ
を回転することで必要な部分に光線を通すようにしてい
る。本実施例の原理は３波長以上のＸ線による像を結像
させたい場合に応用できる。
夫皇五ユ
本実施例は、幾つかの異なる波長のＸ線に対して各々最
適化設計した多層膜を重ねることで、複数の波長のＸ線
に対して高い反射率を有する多層膜反射鏡を設計したも
のであって、本原理を利用してＣａ、Ｃの透過拡大像を
作成する。
適化設計した多層膜を重ねることで、複数の波長のＸ線
に対して高い反射率を有する多層膜反射鏡を設計したも
のであって、本原理を利用してＣａ、Ｃの透過拡大像を
作成する。
まず、第１の多層膜の設計例としてＣａ検出用のλ、＝
３１．６人とλ、＝３９．８人の２波長のＸ線に対して
直入射で高い反射率を有する多層膜反射鏡を第６図（ａ
Ｌ （ｂ）、 （ｅ）に示している。第６図（ａ）によ
れば、多層膜反射鏡は、入射面に近い側で厚さ６．８人
のＮｉ層と厚さ９．０人のＳｃ層を交互に８０層ずつ積
層したＡの部分と、基板３に近い側で厚さ８．２人のＮ
ｉ層と厚さ１１．８人のＳｃ層を交互に８０層ずつ積層
したＢの部分から成る。第６図（ｂ）及び（Ｃ１は、夫
々波長３１．６人及び３９．８人のＸ線に対するこの多
層膜の反射率の角度依存性を示している。反射率のピー
ク値は、λ＝ ３１．６層人のＸ線に対しては７％、λ
＝ ３９．８人のＸ線に対しては４％が確保できている
。Ａの多層膜は、全体の厚みが１２６４人であると共に
、複素屈折率の虚数部（吸収係数）は波長３９．８人の
Ｘ線に対してはＯ，ＯＯ２であり、波長３１．６人のＸ
線に対しては０．００１３である。Ｂの多層膜は、全体
の厚みが１６００人であると共に複素屈折率の虚数部は
波長３９．８人のＸ線に対しては０．００２であり、波
長３１．６人のＸ線に対しては０．００１３である。従
って、Ａの多層膜の方が透過率が高いので、Ｘ線の入射
面の側にＡの多層膜全配置した。
３１．６人とλ、＝３９．８人の２波長のＸ線に対して
直入射で高い反射率を有する多層膜反射鏡を第６図（ａ
Ｌ （ｂ）、 （ｅ）に示している。第６図（ａ）によ
れば、多層膜反射鏡は、入射面に近い側で厚さ６．８人
のＮｉ層と厚さ９．０人のＳｃ層を交互に８０層ずつ積
層したＡの部分と、基板３に近い側で厚さ８．２人のＮ
ｉ層と厚さ１１．８人のＳｃ層を交互に８０層ずつ積層
したＢの部分から成る。第６図（ｂ）及び（Ｃ１は、夫
々波長３１．６人及び３９．８人のＸ線に対するこの多
層膜の反射率の角度依存性を示している。反射率のピー
ク値は、λ＝ ３１．６層人のＸ線に対しては７％、λ
＝ ３９．８人のＸ線に対しては４％が確保できている
。Ａの多層膜は、全体の厚みが１２６４人であると共に
、複素屈折率の虚数部（吸収係数）は波長３９．８人の
Ｘ線に対してはＯ，ＯＯ２であり、波長３１．６人のＸ
線に対しては０．００１３である。Ｂの多層膜は、全体
の厚みが１６００人であると共に複素屈折率の虚数部は
波長３９．８人のＸ線に対しては０．００２であり、波
長３１．６人のＸ線に対しては０．００１３である。従
って、Ａの多層膜の方が透過率が高いので、Ｘ線の入射
面の側にＡの多層膜全配置した。
第２の多層膜の設計例として、Ｃ検出用のλ。
＝ ３９．８人とλ２＝４４．７人の２波長のＸ線に対
して直入射で高い反射率を有する多層膜反射鏡を第７図
（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）に示す。第７図（ａ）によ
れば、多層膜反射鏡は、入射面に近い側で厚さ８．２人
のＮｉ層と厚さ１１．８人のＳｃ層を交互に８０層ずつ
積層したＡの部分と基板３に近い側でｉ ６．１人の０
層と厚さ６．３人のＲｅ層を交互に８０層ずつ積層した
Ｂの部分から成る。第７図（ｂ）及び（ｅ）は、夫々波
長３９．８人及び４４．１人のＸ線に対するこの多層膜
の反射率の角度依存性を示している。反射率のピーク値
はλ＝ ３９．８人のＸ線に対しては８゜３％、λ＝
４４．７人のＸ線に対しては４．２％が確保できている
。この多層膜反射鏡においても、やはり透過率の高いＡ
の多層膜をＸ線の入射面の側に配置している。
して直入射で高い反射率を有する多層膜反射鏡を第７図
（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）に示す。第７図（ａ）によ
れば、多層膜反射鏡は、入射面に近い側で厚さ８．２人
のＮｉ層と厚さ１１．８人のＳｃ層を交互に８０層ずつ
積層したＡの部分と基板３に近い側でｉ ６．１人の０
層と厚さ６．３人のＲｅ層を交互に８０層ずつ積層した
Ｂの部分から成る。第７図（ｂ）及び（ｅ）は、夫々波
長３９．８人及び４４．１人のＸ線に対するこの多層膜
の反射率の角度依存性を示している。反射率のピーク値
はλ＝ ３９．８人のＸ線に対しては８゜３％、λ＝
４４．７人のＸ線に対しては４．２％が確保できている
。この多層膜反射鏡においても、やはり透過率の高いＡ
の多層膜をＸ線の入射面の側に配置している。
以上のような多層膜反射鏡をシュワルツシルト光学系の
鏡面に形成すれば、やはり実施例１と同じように、Ｃ，
Ｃａの吸収端を挾む前後の波長で各透過像を撮影して各
差分画像を作成することが出来る。しかし、本実施例は
、第１実施例とは異なり、絞りを光学系内に挿入するこ
とにより特定の波長で撮影した透過像を取り出すことは
できない。そこで、第８図に示した如く、白色光源Ｏか
らのＸ線を凹面回折格子等の分光器１０で分光して特定
の波長で試料Ｓを照射し、シュワルツシルト光学系によ
り透過拡大像を撮る方法を用いる。
鏡面に形成すれば、やはり実施例１と同じように、Ｃ，
Ｃａの吸収端を挾む前後の波長で各透過像を撮影して各
差分画像を作成することが出来る。しかし、本実施例は
、第１実施例とは異なり、絞りを光学系内に挿入するこ
とにより特定の波長で撮影した透過像を取り出すことは
できない。そこで、第８図に示した如く、白色光源Ｏか
らのＸ線を凹面回折格子等の分光器１０で分光して特定
の波長で試料Ｓを照射し、シュワルツシルト光学系によ
り透過拡大像を撮る方法を用いる。
分光器１０としては、光源Ｏと試料Ｓの位置を移動させ
ない瀬谷−波岡型のモノクロメータなども好ましい。尚
、図中１１はマルチチャンネルプレート等の検出器であ
る。
ない瀬谷−波岡型のモノクロメータなども好ましい。尚
、図中１１はマルチチャンネルプレート等の検出器であ
る。
又、第９図に示した如く、シュワルツシルト光学系によ
り一点に集光したＸ線で試料Ｓの表面を走査するタイプ
のＸ線顕微鏡においては、分光器ＩＯを検出器の直前に
配置することが可能である。
り一点に集光したＸ線で試料Ｓの表面を走査するタイプ
のＸ線顕微鏡においては、分光器ＩＯを検出器の直前に
配置することが可能である。
即ち、第９図においては、試料Ｓを通過したＸ線を適当
なスリット１２を用いて平行にして分光器１０により分
光した様子を示している。この場合のように凹面回折格
子等の回折格子で分光すれば、分光されたＸ線は波長に
より各々異なった回折角で回折されるので、複数の光電
子増倍管等の検出器１３の位置を適切に選べば、同時に
いろいろな波長の信号を検知できる。例えば、第６図（
ａｌの多層膜を鏡面に形成した場゛合には波長３９．８
Ａと３１、６人のＸ線を同時に結像できる。
なスリット１２を用いて平行にして分光器１０により分
光した様子を示している。この場合のように凹面回折格
子等の回折格子で分光すれば、分光されたＸ線は波長に
より各々異なった回折角で回折されるので、複数の光電
子増倍管等の検出器１３の位置を適切に選べば、同時に
いろいろな波長の信号を検知できる。例えば、第６図（
ａｌの多層膜を鏡面に形成した場゛合には波長３９．８
Ａと３１、６人のＸ線を同時に結像できる。
本実施例では、２種類の多層膜を重ねただけであったが
、原理的には３種類以上の多層膜を重ねれば三つ以上の
波長のＸ線を結像できるので、２種類以上の元素の差分
画像を作成することができる。
、原理的には３種類以上の多層膜を重ねれば三つ以上の
波長のＸ線を結像できるので、２種類以上の元素の差分
画像を作成することができる。
尚、上記各実施例は、いずれも光学系が２枚の球面鏡か
ら成るシュワルツシルト光学系の例であるが、本発明は
第１０図に示した如く２枚以上の非球面鏡を組合わせた
光学系（第３実施例）に対して適用できることは言うま
でもない。
ら成るシュワルツシルト光学系の例であるが、本発明は
第１０図に示した如く２枚以上の非球面鏡を組合わせた
光学系（第３実施例）に対して適用できることは言うま
でもない。
上述の如く、本発明によるＸ線用光学系及びそれに用い
る多層膜反射鏡は、複数の波長のＸ線についても結像せ
しめることができ、その結果ある元素の吸収端の前後の
２波長のＸ線による差分画像を作成することができるな
ど実用上重要な利点を有している。
る多層膜反射鏡は、複数の波長のＸ線についても結像せ
しめることができ、その結果ある元素の吸収端の前後の
２波長のＸ線による差分画像を作成することができるな
ど実用上重要な利点を有している。
第１図乃至第３図は夫々多層膜反射鏡の鏡面の複数の領
域に異なる波長のＸ線に対して高い反射率を有する多層
膜を形成した三つの例及び夫々における分光方法を示す
図、第４図は二つの波長のＸ線に対して高い反射率を有
する多層膜反射鏡の概略断面図、第５図は第１実施例の
構成とそれを決める基本的なパラメータを示す図、第６
図及び第７図は夫々第２実施例の多層膜反射鏡の第１及
び第２の多層膜の設計例を示す図、第８図及び第９図は
分光方法の二つの例を示す概略図、第１０図は第３実施
例の概略図、第１１図は各元素に関する吸収係数のＸ線
波長依存性を示す図、第１２図はシュワルツシルト光学
系の説明図、第１３図は多層膜反射鏡の概略断面図であ
る。 １・・・・凹面鏡、２・・・・凸面鏡、３・・・・基板
、６゜７．８．９・・・・遮光板（絞り）、１０・・・
・分光器、１１．１３・・・・検出器、１２・・・・ス
リット。 オ１図 １−２図 ｙ、Ｈ順 １？３図 ｒＯ） 吟層順 ｉＰ５図 （Ｏ）２ １−７図 入罰山（″） １Ｐ１１図 才１２図 （ｂ） ！
域に異なる波長のＸ線に対して高い反射率を有する多層
膜を形成した三つの例及び夫々における分光方法を示す
図、第４図は二つの波長のＸ線に対して高い反射率を有
する多層膜反射鏡の概略断面図、第５図は第１実施例の
構成とそれを決める基本的なパラメータを示す図、第６
図及び第７図は夫々第２実施例の多層膜反射鏡の第１及
び第２の多層膜の設計例を示す図、第８図及び第９図は
分光方法の二つの例を示す概略図、第１０図は第３実施
例の概略図、第１１図は各元素に関する吸収係数のＸ線
波長依存性を示す図、第１２図はシュワルツシルト光学
系の説明図、第１３図は多層膜反射鏡の概略断面図であ
る。 １・・・・凹面鏡、２・・・・凸面鏡、３・・・・基板
、６゜７．８．９・・・・遮光板（絞り）、１０・・・
・分光器、１１．１３・・・・検出器、１２・・・・ス
リット。 オ１図 １−２図 ｙ、Ｈ順 １？３図 ｒＯ） 吟層順 ｉＰ５図 （Ｏ）２ １−７図 入罰山（″） １Ｐ１１図 才１２図 （ｂ） ！
Claims (10)
- （１）多層膜反射鏡を含んでいて光源から発するＸ線を
所定の位置に集束せしめるＸ線用光学系において、前記
多層膜反射鏡の鏡面が複数の領域に分割され、その各領
域に各々異なる特定の波長のＸ線が特定の入射角で入射
した時に反射率が最大となるような多層膜が形成されて
いることを特徴とするＸ線用光学系。 - （２）前記複数の領域のうちの少なくとも二つの一方及
び他方に、特定の元素における吸収端の波長より長い波
長のＸ線に対して反射率が最大となる多層膜及び該吸収
端の波長より短い波長のＸ線に対して反射率が最大とな
る多層膜が夫々形成されている請求項（１）に記載のＸ
線用光学系。 - （３）複数の多層膜反射鏡を具備しており、一つの多層
膜反射鏡の鏡面のある波長及び入射角で反射率が最大と
なる領域で反射されたＸ線が他の多層膜反射鏡の同じあ
る波長及び入射角で反射率が最大となる領域に入射する
ように前記複数の多層膜反射鏡が配列されている請求項
（１）に記載のＸ線用光学系。 - （４）光学系内に適当な絞りを設けることにより、前記
各多層膜反射鏡の鏡面の同じある波長及び入射角で反射
率が最大となる領域のみにＸ線が入射するようにした請
求項（３）に記載のＸ線用光学系。 - （５）反射率が最大となるＸ線の波長及び入射角が異な
る複数種の多層膜を重ねて基板上に形成して成る多層膜
反射鏡。 - （６）多層膜反射鏡を含んでいて光源から発するＸ線を
所定の位置に集束せしめるＸ線用光学系において、前記
多層膜反射鏡のうちの少なくとも一つが請求項（５）に
記載の多層膜反射鏡であることを特徴とするＸ線用光学
系。 - （７）前記複数種類の多層膜のうちの一つは、特定の元
素における吸収端の波長より長い波長のＸ線に対する反
射率が最大となる多層膜であり、もう一つは該吸収端の
波長より短い波長のＸ線に対して反射率が最大となる多
層膜である請求項（６）に記載のＸ線用光学系。 - （８）入射面に近い方の多層膜のＸ線透過率が基板に近
い方の多層膜よりも順に高くなっている請求項（６）に
記載のＸ線用光学系。 - （９）光源が白色光源である場合、前記光源とＸ線用光
学系との間に分光器を設け、特定の波長のＸ線のみを結
像せしめるようにした請求項（１）又は（６）に記載の
Ｘ線用光学系。 - （１０）光源が白色光源である場合、Ｘ線用光学系によ
る収束点と検出器との間に分光器を設け、特定の波長の
Ｘ線のみを検出するようにした請求項（１）又は（６）
に記載のＸ線用光学系。
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|---|---|---|---|
| JP1031932A JPH02210299A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | Ｘ線用光学系及びそれに用いる多層膜反射鏡 |
| US07/474,152 US5022064A (en) | 1989-02-10 | 1990-02-02 | X-ray optical system formed by multilayer reflecting mirrors for reflecting X-rays of different wavelengths |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031932A JPH02210299A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | Ｘ線用光学系及びそれに用いる多層膜反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210299A true JPH02210299A (ja) | 1990-08-21 |
Family
ID=12344746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1031932A Pending JPH02210299A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | Ｘ線用光学系及びそれに用いる多層膜反射鏡 |
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| JP (1) | JPH02210299A (ja) |
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