JPH06300897A - Ｘ線光学装置 - Google Patents
Ｘ線光学装置Info
- Publication number
- JPH06300897A JPH06300897A JP9169093A JP9169093A JPH06300897A JP H06300897 A JPH06300897 A JP H06300897A JP 9169093 A JP9169093 A JP 9169093A JP 9169093 A JP9169093 A JP 9169093A JP H06300897 A JPH06300897 A JP H06300897A
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- rays
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容易にＸ線ビーム径の変化とＸ線ビームの単
色化を行う。 【構成】 回転放物面のＸ線反射面形状を持つＸ線ミラ
ー３、５を二つ以上組み合わせて、その組み合わせミラ
ーの焦点距離中に平行Ｘ線の経路を設け、平行なＸ線用
空間フィルター４を挿入可能となし、少なくても片方の
Ｘ線ミラー３、５は交換可能とした配置をとる。
色化を行う。 【構成】 回転放物面のＸ線反射面形状を持つＸ線ミラ
ー３、５を二つ以上組み合わせて、その組み合わせミラ
ーの焦点距離中に平行Ｘ線の経路を設け、平行なＸ線用
空間フィルター４を挿入可能となし、少なくても片方の
Ｘ線ミラー３、５は交換可能とした配置をとる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線分析装置などのＸ線
照射装置において、Ｘ線装置から発生するＸ線の集光な
どに用いられるＸ線光学系に関する。
照射装置において、Ｘ線装置から発生するＸ線の集光な
どに用いられるＸ線光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線装置から発生するＸ線を集光する方
法としては、例えば、回転楕円面のＸ線反射面を持つＸ
線用ミラーを用いる方法がある。前記Ｘ線用ミラーは回
転楕円面の一方の焦点をＸ線発生部分とし、そこから発
生するＸ線をもう一方の焦点に集光する。このときＸ線
集光スポット径はＸ線発生装置のＸ線発生源の大きさと
Ｘ線ミラーの縮小率で決まる。Ｘ線発生源の大きさが固
定されていれば、Ｘ線用ミラーの縮小率で定まるＸ線集
光スポット径が得られる。
法としては、例えば、回転楕円面のＸ線反射面を持つＸ
線用ミラーを用いる方法がある。前記Ｘ線用ミラーは回
転楕円面の一方の焦点をＸ線発生部分とし、そこから発
生するＸ線をもう一方の焦点に集光する。このときＸ線
集光スポット径はＸ線発生装置のＸ線発生源の大きさと
Ｘ線ミラーの縮小率で決まる。Ｘ線発生源の大きさが固
定されていれば、Ｘ線用ミラーの縮小率で定まるＸ線集
光スポット径が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線発
生装置から発生するＸ線は上記Ｘ線ミラーに入射すると
きに発散Ｘ線束であり、Ｘ線ミラーから出射する場合に
おいても集束Ｘ線束となり、分光結晶などのＸ線用空間
フィルターの性能を十分に使用することができない。な
ぜならば、Ｘ線用空間フィルターは現在、高性能のもの
はすべて平行Ｘ線束用のものであるためである。例え
ば、Ｘ線の分光を行う多層膜は、Ｘ線に対して重い元素
と軽い元素の２種類の物質を交互に重ねたものが使用さ
れている。このＸ線多層膜は膜の界面が急峻であるほど
性能が良いため、界面の乱れが重要になってくる。ここ
で、界面の乱れは大きく基板の面粗さに影響されている
ことが知られており、ある２次曲面で定義される基板
は、研磨の都合上、平面基板に比べて面粗さが大きくな
ってしまう。
生装置から発生するＸ線は上記Ｘ線ミラーに入射すると
きに発散Ｘ線束であり、Ｘ線ミラーから出射する場合に
おいても集束Ｘ線束となり、分光結晶などのＸ線用空間
フィルターの性能を十分に使用することができない。な
ぜならば、Ｘ線用空間フィルターは現在、高性能のもの
はすべて平行Ｘ線束用のものであるためである。例え
ば、Ｘ線の分光を行う多層膜は、Ｘ線に対して重い元素
と軽い元素の２種類の物質を交互に重ねたものが使用さ
れている。このＸ線多層膜は膜の界面が急峻であるほど
性能が良いため、界面の乱れが重要になってくる。ここ
で、界面の乱れは大きく基板の面粗さに影響されている
ことが知られており、ある２次曲面で定義される基板
は、研磨の都合上、平面基板に比べて面粗さが大きくな
ってしまう。
【０００４】したがって、分光結晶用の機能を有する多
層膜としては、平面基板を用い、その基板表面に均一な
膜を付けたものとなる。ゆえに、上記Ｘ線用ミラーで生
じる発散Ｘ線束に対しては、平行光線からのずれ角度が
でてきてしまい、多層膜の分光条件を十分満たさなくな
ってしまう。分光結晶などを用いる場合には、さらに入
射角度のずれに敏感なため、分光される角度制限はより
厳しい。
層膜としては、平面基板を用い、その基板表面に均一な
膜を付けたものとなる。ゆえに、上記Ｘ線用ミラーで生
じる発散Ｘ線束に対しては、平行光線からのずれ角度が
でてきてしまい、多層膜の分光条件を十分満たさなくな
ってしまう。分光結晶などを用いる場合には、さらに入
射角度のずれに敏感なため、分光される角度制限はより
厳しい。
【０００５】また、上記、Ｘ線用ミラーは高いエネルギ
ーを有するＸ線において、長い焦点距離を必要とし、Ｘ
線光学系を組む場合、長い光学距離が必要になり、装置
自体の大きさを大きく左右してしまう。さらに、Ｘ線の
発生源の大きさが固定されている場合にはＸ線集光スポ
ットの大きさを変えるときはＸ線用ミラーを取り替える
必要があり、それに伴い、焦点距離の変更など、Ｘ線用
ミラーの調整に手間がかかってしまう。
ーを有するＸ線において、長い焦点距離を必要とし、Ｘ
線光学系を組む場合、長い光学距離が必要になり、装置
自体の大きさを大きく左右してしまう。さらに、Ｘ線の
発生源の大きさが固定されている場合にはＸ線集光スポ
ットの大きさを変えるときはＸ線用ミラーを取り替える
必要があり、それに伴い、焦点距離の変更など、Ｘ線用
ミラーの調整に手間がかかってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような点
に鑑みてなされたもので、回転放物面をＸ線反射面に持
つＸ線用ミラーを２個以上用いた。一つはその焦点をＸ
線発生装置のＸ線発生領域に合わせ、そのＸ線光軸上に
さらにもう一つのＸ線用ミラーを組み合わせた。その間
の空間にはＸ線用空間フィルターの挿入可能な空間を設
けた。そして少なくても片方のＸ線ミラーが容易に交換
可能とした。
に鑑みてなされたもので、回転放物面をＸ線反射面に持
つＸ線用ミラーを２個以上用いた。一つはその焦点をＸ
線発生装置のＸ線発生領域に合わせ、そのＸ線光軸上に
さらにもう一つのＸ線用ミラーを組み合わせた。その間
の空間にはＸ線用空間フィルターの挿入可能な空間を設
けた。そして少なくても片方のＸ線ミラーが容易に交換
可能とした。
【０００７】
【作用】上記のような構成によれば、Ｘ線発生装置から
発生する発散Ｘ線を上記Ｘ線ミラーにより平行Ｘ線束と
して反射し、その平行Ｘ線束を再び上記Ｘ線ミラーによ
り集束Ｘ線束として、放物面の焦点上にＸ線を集光す
る。上記Ｘ線ミラーの間は平行Ｘ線束が存在し、Ｘ線用
の高性能の空間フィルターを挿入することができる。ま
た、焦点距離は、平行Ｘ線束の存在する空間を変化させ
ることにより自在に変えることができる。さらに、一方
に集束角を変化させたＸ線用ミラーを交換することによ
り自在に集光Ｘ線の径を変えることができる。
発生する発散Ｘ線を上記Ｘ線ミラーにより平行Ｘ線束と
して反射し、その平行Ｘ線束を再び上記Ｘ線ミラーによ
り集束Ｘ線束として、放物面の焦点上にＸ線を集光す
る。上記Ｘ線ミラーの間は平行Ｘ線束が存在し、Ｘ線用
の高性能の空間フィルターを挿入することができる。ま
た、焦点距離は、平行Ｘ線束の存在する空間を変化させ
ることにより自在に変えることができる。さらに、一方
に集束角を変化させたＸ線用ミラーを交換することによ
り自在に集光Ｘ線の径を変えることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明について実施例を概略的に示し
た図１を用いて詳細に説明する。Ｘ線発生装置によりＸ
線発生領域１からＸ線２が発生する。Ｘ線発生領域１
は、電子線励起によるもの、レーザー励起によるもの、
放射光、及びそれらの２次光源とする。発生したＸ線は
第１のＸ線用ミラー３で反射される。この第１のＸ線用
ミラー３はＸ線反射面に回転放物面の形状を持つ。反射
されたＸ線は第１のＸ線用ミラー３を出たあと、平行Ｘ
線束となる。なお、Ｘ線用ミラーに入射しないＸ線をカ
ットするために、ビームストップ７を用いている。平行
Ｘ線束は反射型Ｘ線用空間フィルター４に入射する。こ
の反射型Ｘ線用フィルター４には、Ｘ線の単色化を行う
ための分光結晶等であるが、例えば、Ｘ線多層膜を用い
る。Ｘ線多層膜は平坦なシリコンウェハー上に設けられ
ており、平行Ｘ線束を効率よく、単色化している。単色
化された平行Ｘ線束は第２のＸ線用ミラー５によって集
束Ｘ線束となる。ビームストップ８は反射型Ｘ線用空間
フィルター４によって散乱されたＸ線を遮光する。
た図１を用いて詳細に説明する。Ｘ線発生装置によりＸ
線発生領域１からＸ線２が発生する。Ｘ線発生領域１
は、電子線励起によるもの、レーザー励起によるもの、
放射光、及びそれらの２次光源とする。発生したＸ線は
第１のＸ線用ミラー３で反射される。この第１のＸ線用
ミラー３はＸ線反射面に回転放物面の形状を持つ。反射
されたＸ線は第１のＸ線用ミラー３を出たあと、平行Ｘ
線束となる。なお、Ｘ線用ミラーに入射しないＸ線をカ
ットするために、ビームストップ７を用いている。平行
Ｘ線束は反射型Ｘ線用空間フィルター４に入射する。こ
の反射型Ｘ線用フィルター４には、Ｘ線の単色化を行う
ための分光結晶等であるが、例えば、Ｘ線多層膜を用い
る。Ｘ線多層膜は平坦なシリコンウェハー上に設けられ
ており、平行Ｘ線束を効率よく、単色化している。単色
化された平行Ｘ線束は第２のＸ線用ミラー５によって集
束Ｘ線束となる。ビームストップ８は反射型Ｘ線用空間
フィルター４によって散乱されたＸ線を遮光する。
【０００９】ここで第２のＸ線用ミラー５はやはり回転
放物面のＸ線反射面を持ち、平行Ｘ線束を集束させる作
用を持つ。集束されたＸ線束はＸ線用ミラーの焦点上で
微小Ｘ線スポット６を得ることができる。なお、反射型
Ｘ線用空間フィルター４でなく透過型Ｘ線用空間フィル
ターを使用する場合には、図２に示すようなＸ線光学系
となる。透過型Ｘ線用空間フィルターとしては透過型Ｘ
線多層膜や輪帯開口を制限するコリメータ等がある。第
１のＸ線用ミラー３、第２のＸ線用ミラー５には回転放
物面の単一形状からなるものだけでなく、回転放物面と
回転双曲面の形状を合わせ持つＸ線用ミラーも同様に使
用できる。
放物面のＸ線反射面を持ち、平行Ｘ線束を集束させる作
用を持つ。集束されたＸ線束はＸ線用ミラーの焦点上で
微小Ｘ線スポット６を得ることができる。なお、反射型
Ｘ線用空間フィルター４でなく透過型Ｘ線用空間フィル
ターを使用する場合には、図２に示すようなＸ線光学系
となる。透過型Ｘ線用空間フィルターとしては透過型Ｘ
線多層膜や輪帯開口を制限するコリメータ等がある。第
１のＸ線用ミラー３、第２のＸ線用ミラー５には回転放
物面の単一形状からなるものだけでなく、回転放物面と
回転双曲面の形状を合わせ持つＸ線用ミラーも同様に使
用できる。
【００１０】Ｘ線集光スポット径６はＸ線発生領域の大
きさとＸ線光学系で定まる縮小率によって決まってく
る。この光学系において縮小率Ｍは入射Ｘ線の第１のＸ
線用ミラー３への斜入射角θ１と第２のＸ線用ミラー５
へのＸ線の斜入射角θ２の比率によって決定される。し
たがって、 Ｍ＝ｔａｎθ１／ｔａｎθ２ が成り立つ。
きさとＸ線光学系で定まる縮小率によって決まってく
る。この光学系において縮小率Ｍは入射Ｘ線の第１のＸ
線用ミラー３への斜入射角θ１と第２のＸ線用ミラー５
へのＸ線の斜入射角θ２の比率によって決定される。し
たがって、 Ｍ＝ｔａｎθ１／ｔａｎθ２ が成り立つ。
【００１１】たとえば、Ｘ線発生領域１で発生するＸ線
が１０ＫｅＶ程度以下のＸ線を発生するとき、第１のＸ
線用ミラー３で斜入射角５ｍｒａｄ、Ｆ＝３５０ｍｍ、
内半径３．５ｍｍ、内面に白金をコーティングしたもの
を使用した時、１０ＫｅＶ以下のＸ線エネルギーを８０
％以上の反射率で反射し、平行Ｘ線束に変えた。Ｘ線用
空間フィルター４にＭｏとＳｉを用いる多層膜で周期を
３５０ｎｍから１３０００ｎｍで変化させたものを作製
して使用すると、θ３の角度約１゜の固定角度で１０Ｋ
ｅＶから３００ｅＶまでのＸ線を単色化できた。θ３の
角度を可変にするならば、一つの多層膜で単色化でき
る。例えば、周期５０Åの多層膜を用いるとθ３を０．
７°から３０°まで変化させて、１０ＫｅＶから３００
ｅＶまでのＸ線を単色化できた。単色化された平行Ｘ線
束は第２のＸ線用ミラー５で集光される。第２のＸ線用
ミラー５はたとえば、第１のＸ線用ミラー３と等しいも
のを使えば、１０ＫｅＶまでのＸ線エネルギーをＸ線発
生領域の大きさと等倍で集光した。また１．５ＫｅＶま
でのＸ線エネルギーを集光する場合には、θ２を１７ｍ
ｒａｄとし、Ｆ＝１００ｍｍ，内半径３．５ｍｍ，Ｘ線
反射面には、パイレックスガラスなどＸ線の吸収が少な
い基板のままで使用した。このときＸ線集光スポットは
Ｘ線発生領域の６０％に縮小する。
が１０ＫｅＶ程度以下のＸ線を発生するとき、第１のＸ
線用ミラー３で斜入射角５ｍｒａｄ、Ｆ＝３５０ｍｍ、
内半径３．５ｍｍ、内面に白金をコーティングしたもの
を使用した時、１０ＫｅＶ以下のＸ線エネルギーを８０
％以上の反射率で反射し、平行Ｘ線束に変えた。Ｘ線用
空間フィルター４にＭｏとＳｉを用いる多層膜で周期を
３５０ｎｍから１３０００ｎｍで変化させたものを作製
して使用すると、θ３の角度約１゜の固定角度で１０Ｋ
ｅＶから３００ｅＶまでのＸ線を単色化できた。θ３の
角度を可変にするならば、一つの多層膜で単色化でき
る。例えば、周期５０Åの多層膜を用いるとθ３を０．
７°から３０°まで変化させて、１０ＫｅＶから３００
ｅＶまでのＸ線を単色化できた。単色化された平行Ｘ線
束は第２のＸ線用ミラー５で集光される。第２のＸ線用
ミラー５はたとえば、第１のＸ線用ミラー３と等しいも
のを使えば、１０ＫｅＶまでのＸ線エネルギーをＸ線発
生領域の大きさと等倍で集光した。また１．５ＫｅＶま
でのＸ線エネルギーを集光する場合には、θ２を１７ｍ
ｒａｄとし、Ｆ＝１００ｍｍ，内半径３．５ｍｍ，Ｘ線
反射面には、パイレックスガラスなどＸ線の吸収が少な
い基板のままで使用した。このときＸ線集光スポットは
Ｘ線発生領域の６０％に縮小する。
【００１２】また３００ｅＶまでのＸ線を集光する場合
には第２のＸ線用ミラー５において、θ２を４０ｍｒａ
ｄとし、Ｆ＝４１ｍｍ，内半径３．５ｍｍ，Ｘ線反射面
には、Ｎｉコーティングを行った。このときＸ線集光ス
ポットはＸ線発生領域の１２％程度まで縮小された。第
２のＸ線用ミラー５には、例えば、上記一連のＸ線用ミ
ラー等を使用でき、これらは真空中にて容易に交換可能
としてある。
には第２のＸ線用ミラー５において、θ２を４０ｍｒａ
ｄとし、Ｆ＝４１ｍｍ，内半径３．５ｍｍ，Ｘ線反射面
には、Ｎｉコーティングを行った。このときＸ線集光ス
ポットはＸ線発生領域の１２％程度まで縮小された。第
２のＸ線用ミラー５には、例えば、上記一連のＸ線用ミ
ラー等を使用でき、これらは真空中にて容易に交換可能
としてある。
【００１３】平行Ｘ線束を一つのＸ線用ミラーで有効に
使用するために、上記例では、内半径を３．５ｍｍと
し、第２のＸ線用ミラー５を完全に交換して、光軸合わ
せを行った。このときの焦点間距離は、すべて７００ｍ
ｍに合わせている。しかし、平行Ｘ線束であるから、同
時にたくさんの内径の小さなＸ線ミラーを同時に並べ
て、多数のＸ線集光スポットを形成することも可能であ
る。また、第２のＸ線用ミラー５を固定となし、第１の
Ｘ線用ミラー３を交換しても同様な効果が得られる。ま
た、第１のＸ線用ミラー３、第２のＸ線用ミラー５に
は、Ｘ線反射面に単層膜をコーティングしてＸ線の全反
射の性質を利用したが、Ｘ線反射面に多層膜をコーティ
ングして使用しても上記例と同様なＸ線光学系を組むこ
とが可能である。
使用するために、上記例では、内半径を３．５ｍｍと
し、第２のＸ線用ミラー５を完全に交換して、光軸合わ
せを行った。このときの焦点間距離は、すべて７００ｍ
ｍに合わせている。しかし、平行Ｘ線束であるから、同
時にたくさんの内径の小さなＸ線ミラーを同時に並べ
て、多数のＸ線集光スポットを形成することも可能であ
る。また、第２のＸ線用ミラー５を固定となし、第１の
Ｘ線用ミラー３を交換しても同様な効果が得られる。ま
た、第１のＸ線用ミラー３、第２のＸ線用ミラー５に
は、Ｘ線反射面に単層膜をコーティングしてＸ線の全反
射の性質を利用したが、Ｘ線反射面に多層膜をコーティ
ングして使用しても上記例と同様なＸ線光学系を組むこ
とが可能である。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線発生源の大きさを
変えずに容易にＸ線集光スポットを変えることができ
る。また、焦点距離を任意に設定できるため、スポット
径の変更にともなう光学距離の変更をする必要がなくな
る。さらに、Ｘ線の分光時における、回折効率に伴うＸ
線強度のロスを低減できる。
変えずに容易にＸ線集光スポットを変えることができ
る。また、焦点距離を任意に設定できるため、スポット
径の変更にともなう光学距離の変更をする必要がなくな
る。さらに、Ｘ線の分光時における、回折効率に伴うＸ
線強度のロスを低減できる。
【図１】本発明に関わる実施例の概略図である。
【図２】本発明に関わるもう一つの実施例の概略図であ
る。
る。
１ Ｘ線発生領域 ２ Ｘ線光軸 ３ 第１のＸ線用ミラー ４ Ｘ線用空間フィルター ５ 第２のＸ線用ミラー ６ Ｘ線集光スポット ７ ビームストップ ８ ビームストップ
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｘ線発生領域と、前記Ｘ線発生領域から
のＸ線を略平行Ｘ線にするための回転放物面を有する第
１のＸ線用ミラーと、前記略平行Ｘ線を集束Ｘ線ビーム
にするための回転放物面を有する第２のＸ線用ミラーと
を有することを特徴とするＸ線光学装置。 - 【請求項２】 前記第１のＸ線用ミラーと前記第２のＸ
線用ミラーとの間に反射型または透過型のＸ線用空間フ
ィルターが挿入されていることを特徴とするＸ線光学装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9169093A JPH06300897A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Ｘ線光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9169093A JPH06300897A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Ｘ線光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300897A true JPH06300897A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14033507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9169093A Pending JPH06300897A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Ｘ線光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300897A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1236036A2 (en) * | 1999-11-23 | 2002-09-04 | Bede Scientific Instruments Limited | X-ray fluorescence apparatus |
| JP2010014418A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Japan Atomic Energy Agency | 多層膜回折格子分光装置 |
| US8416921B2 (en) | 2006-02-21 | 2013-04-09 | Horiba, Ltd. | X-ray convergence element and X-ray irradiation device |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP9169093A patent/JPH06300897A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1236036A2 (en) * | 1999-11-23 | 2002-09-04 | Bede Scientific Instruments Limited | X-ray fluorescence apparatus |
| US8416921B2 (en) | 2006-02-21 | 2013-04-09 | Horiba, Ltd. | X-ray convergence element and X-ray irradiation device |
| JP2010014418A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Japan Atomic Energy Agency | 多層膜回折格子分光装置 |
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