JPH052119B2 - - Google Patents

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JPH052119B2
JPH052119B2 JP59273693A JP27369384A JPH052119B2 JP H052119 B2 JPH052119 B2 JP H052119B2 JP 59273693 A JP59273693 A JP 59273693A JP 27369384 A JP27369384 A JP 27369384A JP H052119 B2 JPH052119 B2 JP H052119B2
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JP
Japan
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slit
zone plate
optical axis
ray
control signal
Prior art date
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JP59273693A
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English (en)
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JPS61153550A (ja
Inventor
Oku Kuraki
Tsuneo Urisu
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS61153550A publication Critical patent/JPS61153550A/ja
Publication of JPH052119B2 publication Critical patent/JPH052119B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KHANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光軸とスリツトとの軸合せ機構をも
つフレネルゾーンプレート(以下ゾーンプレート
と記す)を、分散素子として用いたX線分光器に
関するものである。
〔発明の背景〕
従来のゾーンプレートを用いたX線分光器とし
ては、第5図に示すようにX線発生光源から出射
されたX線が、反射型回折格子1によつて準単色
化されたのち、ゾーンプレート2により光軸上に
集光されるリニア分光器があつた(D.Rudolph
and G.Schmahl,“HIGH POWER ZONE
PLATE FOR A SOFT X−RAY
MICROSCOPE”Annals of the New York
Academy of Science,342(1980)94)。上記分
光器にあつては、ゾーンプレートによつて集光さ
れる光軸上の位置(主焦点)とスリツトとの位置
合わせを行うのに、例えばスリツトを透過したX
線の強度をホトマルで測定し、その強度が最大に
なるように光軸に対して垂直方向にスリツトを動
かしていた。しかしシンクロトロン放射光のよう
な波長が連続した光源を用いる場合は、ゾーンプ
レート特有の色収差のため、焦点位置における集
光スポツトがぼけたものになり、そのため、従来
の方法のように単に強度を最大にするような調整
を行うのでは、ゾーンプレートの光軸とスリツト
との位置合わせが困難で、かつ不正確になるとい
う欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明は透過型回折格子と検出器とからなる位
置補正機構を有し、これによつて簡単かつ正確に
位置合わせができるゾーンプレートを、分散素子
として用いたX線分光器を得ることを目的とす
る。
〔発明の概要〕
ゾーンプレートは第6図に示すように光が透過
する領域と光が透過しない領域とが交互に繰返さ
れており、石英レンズが使えないX線、軟X線領
域において集光作用をもつ光学部品であり、第6
図aに示す一次元ゾーンプレートと第6図bに示
す二次元ゾーンプレートとが知られている。本発
明によるX線分光器は、上記ゾーンプレートを利
用し、入射X線ビームの光軸上にそつて、所定の
分光特性を有するゾーンプレートと、該ゾーンプ
レートにより所定の波長のX線が集光される位置
に配置された第1スリツトと、該第1スリツトか
ら所定の間隔をおいて配置された第2スリツト
と、該第2スリツトと互いに平行な隙間を保つよ
うに配置された透過型回折格子と、上記各装置を
透過したX線の光軸と直交する面内での強度分布
を検出する検出装置と、光軸と直交する面内にお
いて上記ゾーンプレートの設定位置を所定の変位
量だけ変位させる制御信号を発生する制御信号発
生回路と、この制御信号によつて光軸と直交する
面内における上記ゾーンプレートの配置を変位さ
せる移動機構とを備えたことにより、光軸とスリ
ツトとの軸合わせ機構をもつようにしたものであ
る。
〔発明の実施例〕
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。つぎに示す実施例においては一次元ゾーンプ
レートを用いた場合について説明するが、これを
二次元ゾーンプレートに置きかえることは基本的
動作原理を変更することなく可能である。第1図
は本発明によるX線分光器の一実施例を示す構成
の説明図、第2図は上記実施例においてスリツト
と光軸とが一致しない場合のX線検出装置面上で
観測されるパタン形状の説明図、第3図はスリツ
トが光軸上にない場合にパタンの非対称性が発生
する原因の説明図、第4図は本発明による他の実
施例を示す構成の説明図である。第1図に示すX
線分光器は、光源の光軸上に沿つて、ゾーンプレ
ート4、第1スリツト5、第2スリツト6、透過
型回折格子7、検出装置としてX線フイルム8を
配置しており、X線ビームL1はゾーンプレート
4に入射し所定の波長のX線が第1スリツト5に
集光される。第1スリツト5を出たX線L3のう
ち上記第1スリツトと直交する第2スリツト6を
通過したX線ビームL4は透過型回折格子7に入
射し、所定の回折角度θの方向に出射するビーム
L5となる。
上記ゾーンプレート4のそれぞれの領域の中心
からの距離roはro 2=fnλ+n2λ2/4、n=1、
2、……で与えられる。(f:焦点距離、λ:波
長、n:ゾーン数)。上記式からわかるように近
似的にf∝1/λの関係が成立する。上記式は光
軸上の異なる点には、異なる波長が連続的に集光
されることを意味している。またゾーンプレート
の集光特性にはつぎに述べる特徴がある。すなわ
ち、光源から発したX線のうち、ある波長λ0のX
線がゾーンプレート4の領域から距離D1だけ離
れた位置に設けた第1スリツト5の位置に集光す
るとすると、λ0/(2+1)、m=1、2、……
の波長のX線も第1スリツト5の位置に集光す
る。したがつて光源がシンクロトロン放射光のよ
うに連続波長の光を発する光源の場合は、第1ス
リツトの位置に波長λ0、λ0/3、……λ0/(2m
+1)のX線も集光されて第1スリツト5を通過
し拡散ビームL3になる。ビームL3には、その他
にゾーンプレート4の非回折光(零次光)成分も
含まれる。この非回折光成分は入射ビームL1
含まれるすべての波長成分を含み、第1スリツト
5の幅とほぼ同じ幅の平行ビームとして第2スリ
ツト6に入射する。上記第1スリツト5と第2ス
リツト6とは互いに直交して配置されているた
め、上記ビームL3のうち第2スリツト6を通過
した帯状のビームL4が透過型回折格子7に入射
する。そして透過型回折格子7によつて所定の回
折角度の方向に出射され、距離D4の位置に配置
したX線フイルム8を照射して第1図に示すよう
な像が形成される。上記像におけるλ0、λ0/3は
それぞれビームL4の波長成分λ0、λ0/3に対応
している。ゾーンプレート4における非回折光は
すべての波長成分を含むため、X線フイルム8上
にはBに示すような像を形成し、さらに透過型回
折格子7による非回折光成分はX線フイルム8上
にAのような像を形成する。このAからビーム
L4の波長成分による像までの距離によつて、X
線発生光源から出射されたスペクトルがわかる。
第1図は光軸にスリツトの位置が合つた場合であ
る。なお第1図には第1スリツト5からのビーム
L3にゾーンプレート4のすべての次数の波長成
分が含まれる場合を示しているが、ゾーンプレー
ト4の前にフイルタや多層膜ミラーを設置するこ
とにより、特定の次数の波長成分のみがゾーンプ
レート4により集光され第1スリツト5から出射
するようにすることができる。
一方、ゾーンプレート4の光軸からスリツトが
ずれた場合には、X線フイルム上に得られるパタ
ンは第2図に示すようになる。この様子を第3図
を用いて定性的に説明する。スリツト5が光軸C
−C′とわずかにずれていたとする。透過型回折格
子7上においてこのスリツトの中心と等距離の点
からスリツト5の中心を通る直線をひき、その直
線が光軸C−C′と交わる位置をf1、f2とする。ゾ
ーンプレート4の集光特性からf1、f2の位置には
それぞれ対応する波長λ1、λ2が集光されている。
しかもλ1>λ2の関係があるので、透過型回折格子
7によつて分散されたビームは、X線フイルム8
上の右半分(第3図では下側)には長波長が、左
半分(第3図では上側)には短波長が到達する。
またその波長が中心線Bに近ずく程右半面では長
く左半面では短くなることが理解される。もし、
スリツト5の軸が逆の方向にずれている場合は、
第2図の中心線Bに対して折返したような像にな
る。第2図からわかるように、軸ずれがある場合
は中心線Bから等距離の位置で測定した像の位置
は異なる。したがつて、この左右の像の位置が等
しくなる方向にゾーンプレート4を動かせばよ
い。スリツトが光軸に一致したときには第1図の
ように左右対称で中心線Bと直交する直線にな
る。
第1図に示した実施例では、検出装置としてX
線フイルム8を用いたが、スリツトの軸合わせを
自動的に行うことも可能である。そのような実施
例を第4図に示す。すなわち第4図に示すように
複数の受光素子を受光面に並置したX線検出器1
0,11を用いればよい。この場合は実時間で像
の位置を測定することが可能であるから、第2図
の中心線Bに対するスペクトルの非対称を検出器
10,11により検出し、これによつてゾーンプ
レート4を光軸上に戻すために垂直方向に移動さ
せる制御信号を制御信号発生回路12により発生
させ、上記制御信号をゾーンプレート移動機構1
3に入力することによつて、絶えずゾーンプレー
トを光軸上に保持するような自動的軸合わせを実
現することができる。上記制御信号の発生方法と
しては種々考えられるが、例えば所定の次数の波
長に対して、中心線Bから等距離の位置でX線の
強度が最大になる位置を求める。いま、検出器ア
レイ10では上から距離iの位置で、検出器アレ
イ11では上から距離jの位置で最大になつたと
する。この場合制御信号としてi−jの値に比例
した電圧Vi-jを発生させ、Vi-jの大きさおよび符
号に応じてゾーンプレート4を光軸の方向に移動
させるようなフイードバツク信号を発生させれば
よい。
なお第4図にはゾーンプレート移動機構13の
動きとして光軸に垂直方向の移動しか示していな
いが、もちろん光軸と直交する面内での回転、光
軸に対するあおりを補正する機能を付加すること
も可能である。
さらに上記方法によればスリツトと光軸とが一
致したときの像の位置から、上記スリツトの位置
に集光された波長が求められる。したがつて、つ
ぎに光軸方向にゾーンプレート4を動かすことに
よつて、今度は集光される波長を選択することが
できる。
〔発明の効果〕
上記のように本発明によるX線分光器は、入射
X線ビームの光軸上に沿つて、所定の分光特性を
有するゾーンプレートと、該ゾーンプレートによ
り所定の波長のX線が集光される位置に配置され
た第1スリツトと、該第1スリツトから所定の間
隔をおいて配置された第2スリツトと、該第2ス
リツトと互いに平行な隙間を保つように配置され
た透過型回折格子と、上記各装置を透過したX線
の光軸と直交する面内での強度分布を検出する検
出装置と、光軸と直交する面内において上記ゾー
ンプレートの設置位置を所定の変位量だけ変位さ
せる制御信号を発生する制御信号発生回路と、こ
の制御信号によつて、光軸と直交する面内におけ
る上記ゾーンプレートの配置を変位させる移動機
構とを備えたことにより、極めて簡単な装置構成
でゾーンプレートとスリツトとの軸合わせおよび
波長選択を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるX線分光器の一実施例を
示す構成の説明図、第2図は上記実施例において
スリツトと光軸とが一致しない場合のX線検出装
置面上で観測されるパタン形状の説明図、第3図
はスリツトが光軸上にない場合にパタンの非対称
性が発生する原因の説明図、第4図は本発明によ
る他の実施例を示す構成の説明図、第5図は従来
のX線分光器の構成を示す説明図、第6図はフレ
ネルゾーンプレートを示す正面図で、aは一次元
フレネルゾーンプレート、bは二次元フレネルゾ
ーンプレートである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入射X線ビームの光軸上にそつて、所定の分
    光特性を有するフレネルゾーンプレートと、該フ
    レネルゾーンプレートにより所定の波長のX線が
    集光される位置に配置された第1スリツトと、該
    第1スリツトから所定の間隔をおいて配置された
    第2スリツトと、該第2スリツトと互いに平行な
    隙間を保つように配置された透過型回折格子と、
    上記各装置を透過したX線の光軸と直交する面内
    での強度分布を検出する検出装置と、光軸と直交
    する面内において上記フレネルゾーンプレートの
    設定位置を所定の変位量だけ変位させる制御信号
    を発生する制御信号発生回路と、この制御信号に
    よつて光軸と直交する面内における上記フレネル
    ゾーンプレートの配置を変位させる移動機構とを
    備えたX線分光器。
JP59273693A 1984-12-27 1984-12-27 X線分光器 Granted JPS61153550A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59273693A JPS61153550A (ja) 1984-12-27 1984-12-27 X線分光器

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JP59273693A JPS61153550A (ja) 1984-12-27 1984-12-27 X線分光器

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JPS61153550A JPS61153550A (ja) 1986-07-12
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JP2010230481A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Fujitsu Ltd 試料分析装置及び試料分析方法

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