JPH08146200A - Ｘ線位相差顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度、高コントラストの観察像が得られ、
しかも小型のＸ線源を用いることができる実用的なＸ線
位相差顕微鏡を提供すること。 【構成】 少なくとも、Ｘ線源205,207 と、該Ｘ線源20
5,207 からのＸ線を集光して観察試料211 に照射する照
明光学系であって、多層膜Ｘ線反射鏡208 を用いた照明
光学系と、該照明光学系によるＸ線集光位置に前記観察
試料211 を保持する試料容器211'と、前記観察試料211
を透過した全て又は略全ての非回折Ｘ線212 が入射する
ように設置してなる光学素子であって、入射したＸ線の
位相を変化させ、かつ強度を低減させる光学素子216,21
6'と、該光学素子に入射しない回折Ｘ線と、該光学素子
により位相を変化させ、かつ強度を低減させた非回折Ｘ
線とを集光して観察試料像217 を形成する結像光学系で
あって、前記照明光学系よりも大きい開口数を有するウ
ォルタ鏡またはシュワルツシルト鏡214 を用いた結像光
学系と、前記観察試料像217 を検出する撮像系218 と、
を備えたＸ線位相差顕微鏡。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、観察試料と、その周囲
との位相差を利用してコントラストを得るＸ線位相差顕
微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の生物工学技術の発展は、光学顕微
鏡や電子顕微鏡などの観察手段に負うところが大きい。
光学顕微鏡は、液体中の生きた生体試料を扱えるのが特
長であるが、可視光の波長に空間分解能が制限される。
また、電子顕微鏡は空間分解能は高いが、真空中に試料
を置かなければならず、電子線が透過する窓材が存在し
ないため、生きたままでは生体試料を観察できなかっ
た。

【０００３】そこで、生体試料を生きたまま高分解能で
観察できる可能性を持つＸ線顕微鏡が注目され、その開
発がなされている。そして、現在では、微細精密工学の
発展によりＸ線顕微鏡用のＸ線光学素子の性能が向上
し、Ｘ線顕微鏡の試験機が作られるまでになっている。
Ｘ線源では、従来の電子衝撃式に代わって、レーザ励起
プラズマＸ線源やＺピンチプラズマＸ線源などが開発さ
れ、実験室サイズの高輝度Ｘ線源が使えるようになって
いる。なお、プラズマ自体の大きさは１００μｍφ程度
である。

【０００４】試料像観察におけるコントラストを得るた
めに、これまでは試料と周囲とのＸ線吸収の差を利用し
てきたが、生体試料はＸ線吸収によって損傷を受けやす
い。そのため、最近では試料と周囲との位相差を利用し
てコントラストを得るＸ線位相差顕微鏡の研究・開発が
始められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまでに、図４
（Ａ）に示すようなゾーンプレートを用いたＸ線位相差
顕微鏡が提案されている。図４（Ａ）では、シンクロト
ロン放射光光源からのＸ線４０６をゾーンプレート４０
８で集光し、再拡散するＸ線をゾーンプレート４０８’
で平行化し、試料４１１に照射する。 試料４１１で回
折されずに通過したＸ線４１２は、ゾーンプレート４１
４で回折され、焦点４１９に設置した位相板４１６およ
び吸収板４１６’を通過した後位相が９０゜ずれて、し
かも振幅が小さくなって（減光されて）撮像器４１８に
到達する（Ｘ線４１２’）。

【０００６】試料４１１で回折されたＸ線４１３は、ゾ
ーンプレート４１４で回折された後焦点４１９に設置し
た位相板４１６および吸収板４１６’をほとんど通らず
に撮像器４１８に到達する（Ｘ線４１３’）。撮像器に
到達する前記Ｘ線４１２’とＸ線４１３’の干渉の結
果、像４１７が形成される。

【０００７】この方式では、ゾーンプレートを３枚使用
する必要がある。ゾーンプレートは集光率が低く、しか
も口径の小さなものしか作れないので、ゾーンプレート
では十分な強度の平行Ｘ線が得られない。そのため、こ
の方式は実用的でない（観察像の強度が低すぎる）とい
う問題点がある。そこで、現状では（実用上は）、Ｘ線
を試料に集光することで必要なＸ線強度を得ることが試
みられている。例えば、ゾーンプレートが２枚で済む図
４（Ｂ）の方式による実験がこれまでに試みられてい
る。図４（Ｂ）では、シンクロトロン放射光光源からの
Ｘ線４２６をゾーンプレート４２８で集光して試料４３
１に照射する。

【０００８】試料４３１で回折されずに通過したＸ線４
３２はゾーンプレート４３４で回折された後、Ｘ線４３
２の通過域を網羅するように設置した位相板４３６を通
ることで位相が９０゜ずれる。そして、撮像器４３８に
到達する（Ｘ線４３２’）。一方、試料４３１で回折さ
れたＸ線４３３は、ゾーンプレート４３４で回折され、
一部が位相板４３６を通り、残りは位相板４３６を通ら
ずに撮像器４３８に到達する（Ｘ線４３３’）。

【０００９】撮像器に到達するＸ線４３２’とＸ線４３
３’の干渉の結果、像４３７が形成される。しかしなが
ら、この場合、試料で回折されたＸ線のうち、位相板を
通って位相がずれるＸ線が負の干渉をするので、図４
（Ａ）の方式に比べて像４３７のコントラストが悪くな
るという問題点がある。本発明は、かかる問題点に鑑み
てなされたものであり、高強度、高コントラストの観察
像が得られ、しかも小型のＸ線源を用いることができる
実用的なＸ線位相差顕微鏡を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、Ｘ線源と、該Ｘ線源からのＸ線を集光
して観察試料に照射する照明光学系であって、多層膜Ｘ
線反射鏡を用いた照明光学系と、該照明光学系によるＸ
線集光位置に前記観察試料を保持する試料容器と、前記
観察試料を透過した全て又は略全ての非回折Ｘ線が入射
するように設置してなる光学素子であって、入射したＸ
線の位相を変化させ、かつ強度を低減させる光学素子
と、該光学素子に入射しない回折Ｘ線と、該光学素子に
より位相を変化させ、かつ強度を低減させた非回折Ｘ線
とを集光して観察試料像を形成する結像光学系であっ
て、前記照明光学系よりも大きい開口数を有するウォル
タ鏡またはシュワルツシルト鏡を用いた結像光学系と、
前記観察試料像を検出する撮像系と、を備えたＸ線位相
差顕微鏡（請求項１）」を提供する。

【００１１】また、本発明は第二に「少なくとも、Ｘ線
源と、該Ｘ線源からのＸ線を集光して観察試料に照射す
る照明光学系であって、多層膜Ｘ線反射鏡を用いた照明
光学系と、該照明光学系によるＸ線集光位置に前記観察
試料を保持する試料容器と、前記観察試料により回折し
た回折Ｘ線と前記観察試料を透過した非回折Ｘ線とを集
光する結像光学系であって、前記照明光学系よりも大き
い開口数を有するウォルタ鏡またはシュワルツシルト鏡
を用いた結像光学系と、該結像光学系からの全て又は略
全ての非回折Ｘ線が入射するように設置してなる光学素
子であって、入射したＸ線の位相を変化させ、かつ強度
を低減させる光学素子と、該光学素子に入射しない前記
結像光学系からの回折Ｘ線と、該光学素子により位相を
変化させ、かつ強度を低減させた前記結像光学系からの
非回折Ｘ線とにより形成された観察試料像を検出する撮
像系と、を備えたＸ線位相差顕微鏡（請求項２）」を提
供する。

【００１２】また、本発明は第三に、「前記Ｘ線源をレ
ーザープラズマＸ線源またはＺピンチプラズマＸ線源と
したことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線位相
差顕微鏡（請求項３）」を提供する。

【００１３】

【作用】本発明のＸ線位相差顕微鏡では、高強度、高コ
ントラストの観察像が得られ、しかも小型のＸ線源を用
いることができる。即ち、本発明のＸ線位相差顕微鏡で
は、入射したＸ線の位相を変化させ、かつ強度を低減さ
せる光学素子を、観察試料と観察試料像形成位置との間
に設置することにより、該光学素子に入射して位相が変
化する一部の回折Ｘ線（負の干渉の原因となる）の強度
を低減している。

【００１４】そのため、従来のＸ線位相差顕微鏡におい
て問題となっていた位相が変化した回折Ｘ線の負の干渉
によるコントラストの低下を抑制することができる（従
来よりも高コントラストの観察像が得られる）。また、
本発明では、クリティカル照明が可能な照明光学系（ゾ
ーンプレートよりも開口数と集光率が大きい多層膜Ｘ線
反射鏡の使用）とし、かつ該照明光学系よりも開口数が
大きい結像光学系（ウォルタ鏡またはシュワルツシルト
鏡の使用）としているので、従来よりも高強度で高コン
トラストの観察像が得られ、しかも小型のＸ線源を用い
ることができる。

【００１５】以下、本発明のＸ線位相差顕微鏡にかかる
位相差法を、簡便のため通常の可視光用レンズを用いる
光学顕微鏡における位相差法の原理を引用して説明す
る。厚さｄ、屈折率ｎ’の透明な試料が屈折率ｎの透明
な媒質中にあるとき、照明光の角振動数をω、波長を
λ、時間をｔ、円周率をπとすると、媒質を通った光波
Ａ0 、試料を通った光波Ａ1 は、振幅はおなじであるか
ら１として、 Ａ0 ＝ｓｉｎ（ωｔ） Ａ1 ＝ｓｉｎ（ωｔ＋ε） ε＝２π（ｎ’−ｎ）ｄ／λ と表される。εは屈折率の違いによる位相の遅れであ
る。Ａ0 とＡ1 の差をＡdとすると、 Ａd ＝Ａ1 −Ａ0 ＝２ｓｉｎ（ε／２）ｃｏｓ（ωｔ＋ε／２） ＝２ｓｉｎ（ε／２）ｓｉｎ（ωｔ＋π／２＋ε／２） となる。試料を通った光波Ａ1 は、Ａ0 とＡd の和で表
され、εが小さいとすると、 Ａ1 ＝Ａ0 ＋Ａd Ａd ＝ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） となる。図３を参照して、試料を通った光波Ａ1 は非回
折光Ａ0 と回折光Ａd の和であることが分かる。

【００１６】図３（Ａ）に示したように、照明が平行光
でなされたとき、対物レンズ（集光光学系の一例）３１
４の焦点位置３１９に位相板（位相を変化させる光学素
子の一例）３１６と吸収板（強度を変化させる光学素子
の一例）３１６’を置いて、吸収板３１６’によりＡ0
の振幅をε倍し、位相板３１６により位相を９０゜遅ら
せると、 Ａ0 ＝ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） Ａ1 ＝２ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） となり、振幅比が２：１、強度比が４：１で、試料が明
るく見えるブライトコントラストが得られる。

【００１７】また、Ａ0 の振幅をε倍し、位相を２７０
゜遅らせる（９０゜進める）と、 Ａ0 ＝ε・ｓｉｎ（ωｔ−π／２） Ａ1 ＝ε｛ｓｉｎ（ωｔ−π／２）＋ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）｝ ＝０ となり、試料が暗くみえるダークコントラストが得られ
る。

【００１８】以上は、通常の可視光用レンズを用いる光
学顕微鏡における位相差法の原理説明であるが、図４
（Ａ）に示したように、Ｘ線顕微鏡においても平行Ｘ線
で試料を照明する場合には適用できる。ところが、前述
したように、ゾーンプレートを用いて試料照明用の平行
Ｘ線を得るＸ線顕微鏡では、現状のゾーンプレートの集
光率が低く、しかも口径が小さいので、十分な強度の平
行Ｘ線が得られない。

【００１９】また、Ｘ線源からの十分な強度の平行Ｘ線
で試料を直接照明しようとすると、光源が極めて大きく
なってしまう（例えば、シンクロトロン放射光源）。そ
のため、本発明では、高強度、高コントラストの観察像
が得られ、しかも小型のＸ線源を用いることができる実
用的なＸ線位相差顕微鏡を得るために、平行Ｘ線で試料
を照明するのではなく、試料に対してクリティカル照明
を行うこととした。

【００２０】そこで、このクリティカル照明における位
相差法について説明する。図３（Ｂ）に示したように、
照明光３２９のＮＡを対物レンズ（結像光学系の一例）
３３４のＮＡより小さくし、対物レンズ３３４の後方に
照明光をちょうどカバーするか、或いは僅かに大きい位
相板（入射Ｘ線の位相を変化させる光学素子の一例）３
３６と吸収板（入射Ｘ線の強度を低減させる光学素子の
一例）３３６’を設置する。

【００２１】吸収板３３６’により非回折光Ａ0 の振幅
をε倍し、位相板３３６により非回折光Ａ0 の位相を９
０゜遅らせると、レンズ面積とレンズ上で非回折光が当
たる部分の面積の比を１：ｒとして、 Ａ0 ＝ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） Ａd ＝（１−ｒ）ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）＋ｒε² ・ｓｉｎ（ωｔ＋π） ≒（１−ｒ）ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） Ａ1 ＝（２ーｒ）ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） となり、振幅比が（２−ｒ）：１、強度比が（２−ｒ）
² ：１で、試料が明るく見えるブライトコントラストが
得られる。ｒが小さいほどコントラストが良くなる。

【００２２】非回折光Ａ0 の振幅をε倍し、位相を２７
０゜遅らせる（９０゜進める）と、 Ａ0 ＝ε・ｓｉｎ（ωｔ−π／２） Ａd ＝（１−ｒ）ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）＋ｒε² ・ｓｉｎ（ωｔ） ≒（１−ｒ）ε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） Ａ1 ＝ε｛ｓｉｎ（ωｔ−π／２）＋ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）｝ −ｒε・ｓｉｎ（ωｔ＋π／２） ＝ｒε・ｓｉｎ（ωｔ−π／２） となり、振幅比が１：ｒ、強度比が１：ｒ² で、試料が
暗くみえるダークコントラストが得られる。ｒが小さい
ほどコントラストが良くなる。

【００２３】なお、前記位相板による入射Ｘ線の位相変
化量は、入射Ｘ線の波長に依存するので、位相変化量を
特定値（例えば、９０°または２７０°）に固定する上
では入射Ｘ線（即ち、照明Ｘ線）の波長幅ができるだけ
小さい方が好ましい。そのため、本発明にかかる照明光
学系には、集光と分光が同時にでき、しかも開口数と集
光率がゾーンプレートよりも大きい多層膜Ｘ線反射鏡を
用いている。

【００２４】また、本発明にかかるＸ線源をレーザープ
ラズマＸ線源またはＺピンチプラズマＸ線源とすれば、
Ｘ線位相差顕微鏡全体を小型化できるので好ましい（請
求項３）。以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。

【００２５】

【実施例１】結像光学系にウォルタ鏡を用いた本実施例
のＸ線位相差顕微鏡を図１に示す。図１（Ａ）は構成
図、図１（Ｂ）は結像光学系の詳細説明図である。高輝
度パルスレーザ光１０１を、集光レンズ１０２によって
真空容器１０３に設けられたレーザー光取り込み窓１０
３’を通して、標的１０４の表面に集光すると、プラズ
マ１０５が発生する。

【００２６】プラズマ１０５は、Ｘ線１０６を放射する
（Ｘ線源の一例であるレーザープラズマＸ線源）。同時
に放射される可視光や紫外光など不要な光及び飛散物を
フィルタ１０７で除去し、多層膜Ｘ線集光鏡（照明光学
系の一例）１０８で特定波長のＸ線１０９だけを集光
し、試料槽（試料容器）１１１’内の試料１１１に照射
する。

【００２７】円錐状に集光するＸ線１０９のうち、結像
に寄与しない部分は遮蔽板１１０で除去する。遮蔽板１
１０がないと、ウォルタ鏡（結像光学系の一例）１１４
で反射されずに撮像器（撮像系の一例）１１８に直接入
射するＸ線がバックグラウンドとしてコントラストを低
下させる。この遮蔽板１１０は、幾何学的には試料１１
１の後方のウォルタ鏡１１４の手前や後方においてもよ
いことになるが、余分に照射したＸ線が試料１１１に損
傷を与える懸念があるので、試料１１１の手前に置くこ
とが望ましい。

【００２８】Ｘ線１０９は試料１１１に当たると、一部
は回折されずに透過し、一部は回折される。ウォルタ鏡
１１４で反射されない回折Ｘ線は遮蔽板１１５で除去
し、コントラストの低下を防止する。試料１１１によっ
て回折されなかったＸ線１１２は、ウォルタ鏡１１４で
反射されて撮像器１１８に向かうが、ウォルタ鏡１１４
の後方で位相板１１６および吸収板１１６’を透過し、
位相が９０゜、あるいは２７０゜ずれ、かつ減光された
Ｘ線１１２’が結像に寄与する。

【００２９】一方、試料１１１によって回折されたＸ線
１１３は、ウォルタ鏡１１４で反射されて撮像器１１８
に向かうが、ウォルタ鏡１１４の後方で位相板１１６お
よび吸収板１１６’の外側を通り、位相および振幅が変
わらないままのＸ線１１３’が結像に寄与する。即ち、
Ｘ線１１２’とＸ線１１３’との干渉の結果、像１１７
が撮像器１１８上に形成される。

【００３０】

【実施例２】結像光学系にシュワルツシルト鏡を用いた
本実施例のＸ線位相差顕微鏡を図２に示す。図２（Ａ）
は構成図、図２（Ｂ）は結像光学系の詳細説明図であ
る。高輝度パルスレーザ光２０１を、集光レンズ２０２
によって真空容器２０３に設けられたレーザー光取り込
み窓２０３’を通して、標的２０４の表面に集光する
と、プラズマ２０５が発生する。

【００３１】プラズマ２０５はＸ線２０６を放射する
（Ｘ線源の一例であるレーザープラズマＸ線源）。同時
に放射される可視光や紫外光など不要な光及び飛散物を
フィルタ２０７で除去し、多層膜Ｘ線集光鏡（照明光学
系の一例）２０８で特定波長のＸ線２０９だけを集光
し、試料槽（試料容器）２１１’内の試料２１１に照射
する。

【００３２】円錐状に集光するＸ線２０９のうち、結像
に寄与しない部分は、コントラストの低下防止と試料２
１１の損傷防止（Ｘ線を余分に照射すると、試料に損傷
を与える懸念がある）のために、遮蔽板２１０で除去す
る。Ｘ線２０９は試料２１１に当たると、一部は回折さ
れずに透過し、一部は回折される。

【００３３】試料２１１によって回折されなかったＸ線
２１２は、シュワルツシルト鏡２１４の手前で位相板２
１６および吸収板２１６’を透過し、位相が９０゜、あ
るいは２７０゜ずれ、かつ減光されたＸ線２１２’がシ
ュワルツシルト鏡２１４で反射されて撮像器（撮像系の
一例）１１８に向かい、結像に寄与する。一方、試料２
１１によって回折されたＸ線２１３は、位相板２１６お
よび吸収板２１６’の外側を通り、シュワルツシルト鏡
２１４で反射され、撮像器２１８に向かい、位相および
振幅が変わらないままのＸ線２１３’が結像に寄与す
る。

【００３４】即ち、Ｘ線２１２’とＸ線２１３’との干
渉の結果、像２１７が撮像器２１８上に形成される。以
上のように、前記二つの実施例では、入射したＸ線の位
相を変化させ、かつ強度を低減させる光学素子を、観察
試料と観察試料像形成位置との間に設置することによ
り、該光学素子に入射して位相が変化する一部の回折Ｘ
線（負の干渉の原因となる）の強度を低減している。

【００３５】そのため、従来のＸ線位相差顕微鏡におい
て問題となっていた位相が変化した回折Ｘ線の負の干渉
によるコントラストの低下を抑制することができる（従
来よりも高コントラストの観察像が得られる）。また、
前記二つの実施例では、照明光学系をクリティカル照明
が可能な照明光学系（ゾーンプレートよりも開口数と集
光率が大きい多層膜Ｘ線反射鏡の使用）とし、かつ該照
明光学系よりも開口数が大きい結像光学系（ウォルタ鏡
またはシュワルツシルト鏡の使用）としているので、従
来よりも高強度で高コントラストの観察像が得られ、し
かも小型のＸ線源を用いることができる。

【００３６】なお、前記二つの実施例において、結像光
学系にウォルタ鏡を使用する例ではウォルタ鏡の後方
に、また結像光学系にシュワルツシルト鏡を使用する例
では、シュワルツシルト鏡の手前に、位相板および吸収
板をそれぞれ設置したが、位相板および吸収板の位置は
これらに限らず、試料の後方であれば結像光学系の手前
でも後方でもよい。

【００３７】また、位相板と吸収板とは一体であっても
よいし、分離していてもよい。位相板が吸収板を兼ねて
いてもよい。前記二つの実施例では、非回折Ｘ線が内側
に、回折Ｘ線が外側になるように光学配置をとったが、
これらの変形として、非回折Ｘ線が外側に、回折Ｘ線が
内側になるような光学配置をとることも可能である。

【００３８】この場合、照明光学系と結像光学系のＮＡ
を一致させ、非回折光が手前側に（結像光学系がウォル
タ鏡の場合）、または外側に（結像光学系がシュワルツ
シルト鏡の場合）それぞれ当たるように、遮蔽板１１
０、２１０の径を設定する。このとき、位相板及び吸収
板は輪帯状になる。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のＸ線位
相差顕微鏡は、高強度、高コントラストの観察像が得ら
れ、しかも小型のＸ線源を用いることができる。また、
小型のＸ線源を用いることができるので、Ｘ線位相差顕
微鏡全体の小型化も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例１のＸ線位相差顕微鏡であり、
（Ａ）は構成図、（Ｂ）は結像光学系の詳細説明図であ
る。

【図２】は、実施例２のＸ線位相差顕微鏡であり、
（Ａ）は構成図、（Ｂ）は結像光学系の詳細説明図であ
る。

【図３】は、位相差顕微鏡の原理説明図であり、（Ａ）
は平行光照明を用いた場合、（Ｂ）はクリティカル照明
を用いた場合の各説明図である。

【図４】は、従来のＸ線位相差顕微鏡の例であり、
（Ａ）は平行Ｘ線照明を用いた場合、（Ｂ）はクリティ
カルＸ線照明を用いた場合の各説明図である。

【符号の説明】

１０１、２０１ 高輝度パルスレーザ光 １０２、２０１ レーザ光集光レンズ １０３、２０３ 真空容器 １０３’２０３’レーザ光取り込み窓 １０４、２０４ 標的板 １０５、２０５ プラズマ １０６、２０６ Ｘ線 １０７、２０７ フィルタ １０８、２０８ 多層膜Ｘ線反射鏡（照明光学系の一
例） １０９、２０９ 集光Ｘ線 １１０、２１０ 遮蔽板 １１１、２１１ 観察試料 １１１’２１１’試料槽（試料容器） １１２、２１２ 非回折Ｘ線 １１３、２１３ 回折Ｘ線 １１４ ウォルタ鏡（結像光学系の一例） ２１４ シュワルツシルト鏡（結像光学系の一例） １１５ 遮蔽板 １１６、２１６ 位相板 １１６’２１６’吸収板 １１７、２１７ 像 １１８、２１８ 撮像器（撮像系の一例） ３０５、３２５ 点光源 ３０６、３２２ 発散光 ３０８、３２８ コンデンサレンズ（照明光学系の一
例） ３０９ 平行照明光 ３２９ クリティカル照明光 ３１１、３３１ 観察試料 ３１２、３３２ 非回折光 ３１２’３３２’非回折光 ３１３、３３３ 回折光 ３１３’３３３’回折光 ３１４、３３４ 対物レンズ（結像光学系の一例） ３１６、３３６ 位相板 ３１６’３３６’吸収板 ３１７、３３７ 像 ３１８、３３８ 撮像器（撮像系の一例） ３１９ 焦点 ４０６、４２６ シンクロトロン放射光光源からのＸ線 ４０８、４２８ コンデンサゾーンプレート（照明光学
系の一例） ４０８’ Ｘ線平行化ゾーンプレート（照明光学
系の一例） ４１１、４３１ 観察試料 ４１２、４３２、非回折Ｘ線 ４１３、４３３ 回折Ｘ線 ４１４、４３４ 対物ゾーンプレート（結像光学系の一
例） ４１６、４３６ 位相板 ４１６’ 吸収板 ４１７、４３７ 像 ４１８、４３８ 撮像器（撮像系の一例） ４１９ 焦点 以 上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、 Ｘ線源と、 該Ｘ線源からのＸ線を集光して観察試料に照射する照明
   光学系であって、多層膜Ｘ線反射鏡を用いた照明光学系
   と、 該照明光学系によるＸ線集光位置に前記観察試料を保持
   する試料容器と、 前記観察試料を透過した全て又は略全ての非回折Ｘ線が
   入射するように設置してなる光学素子であって、入射し
   たＸ線の位相を変化させ、かつ強度を低減させる光学素
   子と、 該光学素子に入射しない回折Ｘ線と、該光学素子により
   位相を変化させ、かつ強度を低減させた非回折Ｘ線とを
   集光して観察試料像を形成する結像光学系であって、前
   記照明光学系よりも大きい開口数を有するウォルタ鏡ま
   たはシュワルツシルト鏡を用いた結像光学系と、 前記観察試料像を検出する撮像系と、を備えたＸ線位相
   差顕微鏡。
2. 【請求項２】 少なくとも、 Ｘ線源と、 該Ｘ線源からのＸ線を集光して観察試料に照射する照明
   光学系であって、多層膜Ｘ線反射鏡を用いた照明光学系
   と、 該照明光学系によるＸ線集光位置に前記観察試料を保持
   する試料容器と、 前記観察試料により回折した回折Ｘ線と前記観察試料を
   透過した非回折Ｘ線とを集光する結像光学系であって、
   前記照明光学系よりも大きい開口数を有するウォルタ鏡
   またはシュワルツシルト鏡を用いた結像光学系と、 該結像光学系からの全て又は略全ての非回折Ｘ線が入射
   するように設置してなる光学素子であって、入射したＸ
   線の位相を変化させ、かつ強度を低減させる光学素子
   と、 該光学素子に入射しない前記結像光学系からの回折Ｘ線
   と、該光学素子により位相を変化させ、かつ強度を低減
   させた前記結像光学系からの非回折Ｘ線とにより形成さ
   れた観察試料像を検出する撮像系と、を備えたＸ線位相
   差顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記Ｘ線源をレーザープラズマＸ線源ま
   たはＺピンチプラズマＸ線源としたことを特徴とする請
   求項１または２記載のＸ線位相差顕微鏡。