CN113924628A - 分光元件 - Google Patents

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Abstract

一种分光元件，其具备：对X射线进行分光的分光晶体(10)；支撑上述分光晶体(10)的第1支撑层(11)；和，支撑上述第1支撑层(11)的第2支撑层(12)，上述第1支撑层(11)具有比上述分光晶体(10)的热膨胀系数大的热膨胀系数，上述第2支撑层(12)具有比上述第1支撑层(11)的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比上述第1支撑层(11)的刚性大的刚性。

Description

分光元件
技术领域
本发明涉及分光元件。
背景技术
一直以来，用于荧光X射线分析装置等中的分光元件是已知的。例如，日本特开2011-117891号公报(以下称为“专利文献1”。)公开了一种具备分光晶体和导热构件的分光元件。分光晶体由单晶硅或单晶锗组成。导热构件由含有碳纳米纤维及碳纳米管中的至少一者的无机材料组成。导热构件的导热率大于分光晶体的导热率。因此，分光晶体的X射线照射区域中产生的热传导至导热构件，分光晶体的温度分布因此而均匀化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-117891号公报
发明内容
发明要解决的问题
在如专利文献1所记载的那种分光元件中，有可能由于分光晶体的热膨胀系数与导热构件的热膨胀系数的差异而使分光晶体中产生应变，从而分光性能降低。例如，当导热构件的热膨胀系数大于分光晶体的热膨胀系数时，导热构件以向分光晶体的相反侧突出的方式弯曲，从而使分光晶体产生应变。
本发明的目的在于，提供一种分光元件，其能够降低分光晶体中产生的应变。
用于解决问题的方案
本发明的第1方式涉及一种分光元件，其具备：对X射线进行分光的分光晶体；支撑上述分光晶体的第1支撑层；和，支撑上述第1支撑层的第2支撑层，其中，上述第1支撑层具有比上述分光晶体的热膨胀系数大的热膨胀系数，上述第2支撑层具有比上述第1支撑层的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比上述第1支撑层的刚性大的刚性。
发明的效果
本分光元件具备具有比第1支撑层的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比第1支撑层的刚性大的刚性的第2支撑层，因此，可以抑制由于分光晶体的热膨胀系数与第1支撑层的热膨胀系数的差异而使第1支撑层以向第2支撑层侧突出的方式弯曲的情况。因此，分光晶体中产生的应变得到降低。
附图说明
图1为示意性地示出本发明的一实施方式的分光元件的构成的主视图。
图2为示出图1所示的分光元件的1/4对象模型的透视图。
图3为示出实施例1的分光元件的变形后的状态的透视图。
图4为示出实施例2的分光元件的变形后的状态的透视图。
图5为示出比较例的模型的变形后的状态的透视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下所参照的附图中，相同或相应的构件标记了相同的编号。
图1为示意性地示出本发明的一实施方式的分光元件的构成的透视图。如图1所示，分光元件1具备分光晶体10、第1支撑层11、和第2支撑层12。
分光晶体10对X射线进行分光。分光晶体10例如由锗的单晶、氟化锂的单晶或硅的单晶组成。分光晶体10具有接受X射线照射的被照射面10S1、和形成于被照射面10S1的相反侧的相反面10S2。
第1支撑层11支撑分光晶体10。第1支撑层11形成为平板状。第1支撑层11具有与分光晶体10的相反面10S2相接触的第1支撑面11S1、和形成于第1支撑面11S1的相反侧的第1背面11S2。第1支撑面11S1通过粘接剂被粘接于分光晶体10的相反面10S2。
第1支撑层11优选由轻元素(例如比钛轻的元素)组成，以抑制在对分光晶体10照射X射线时来自第1支撑面11S1的高能杂射线(不同于由分光晶体10分光后的X射线的X射线)的产生。第1支撑层11具有比分光晶体10的热膨胀系数大的热膨胀系数。在本实施方式中，第1支撑层11由铝组成。第1支撑层11的厚度优选设为0.1mm以上且100mm以下，更优选设为1mm以上且7mm以下。
第2支撑层12支撑第1支撑层11。第2支撑层12形成为平板状。第2支撑层12具有与第1支撑层11的第1背面11S2相接触的第2支撑面12S1和形成于第2支撑面12S1的相反侧的第2背面12S2。
第2支撑层12具有比第1支撑层11的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比第1支撑层11的刚性大的刚性。在本实施方式中，第2支撑层12由不锈钢(SUS)组成。第2支撑层12的厚度可以小于第1支撑层11的厚度。第2支撑层12的厚度优选设为0.1mm以上且100mm以下，更优选设为1mm以上且5mm以下。
以上说明的分光元件1优选用于X射线分析装置，例如如日本特开2017-223638号公报所公开的波长色散型荧光X射线分析装置(WDX)。
然后，参照图2～图5对上述实施方式的分光元件1的实施例和与其相比的比较例的模拟结果进行说明。
图2示出分光元件1的1/4对象模型。图2中所示的点A为分光晶体10的被照射面10S1的中心。
图3所示的实施例1中，分光晶体10由锗组成，其厚度为1mm。第1支撑层11由铝组成，其厚度为4mm。第2支撑层12由不锈钢(SUS304)组成，其厚度为3mm。
图4所示的实施例2中，分光晶体10及第1支撑层11与实施例1相同。第2支撑层12由不锈钢(SUS316)组成，其厚度为3mm。
图5所示的比较例中，分光晶体10及第1支撑层11与实施例1相同，但是该比较例不具备第2支撑层12。
对于实施例1、实施例2及比较例，进行给予1.5℃的温度上升的模拟。图3至图5中，分别用实线示出给予1.5℃的温度上升时的模型的外形，给予上述温度上升前的状态的模型的外形以双点划线示出。
如图3所示，实施例1中分光晶体10的翘曲d1为0.1μm。如图4所示，实施例2中分光晶体10的翘曲d2为0.02μm。如图5所示，比较例中分光晶体10的翘曲d3为1.2μm。需要说明的是，“翘曲”表示各模型的被照射面10S1的X轴方向的外端部与中心A在平行于Y轴的方向上的距离。
如以上所说明，本实施方式的分光元件1具备具有比第1支撑层11的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比第1支撑层11的刚性大的刚性的第2支撑层12，因此，可以抑制由于分光晶体10的热膨胀系数与第1支撑层11的热膨胀系数的差异而使第1支撑层11以向第2支撑层12侧突出的方式弯曲的情况。因此，分光晶体10中产生的应变得到降低。
另外，应理解的是，此次公开的实施方式在所有方面均为例示，而并非限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式的说明、而是由权利要求书来公开，还包括与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。
[方式]
本领域技术人员可以理解，上述多个例示性实施方式为以下的方式的具体例。
(第1项)一方式的上述分光元件具备：对X射线进行分光的分光晶体；支撑上述分光晶体的第1支撑层；和，支撑上述第1支撑层的第2支撑层，其中，上述第1支撑层具有比上述分光晶体的热膨胀系数大的热膨胀系数，上述第2支撑层具有比上述第1支撑层的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比上述第1支撑层的刚性大的刚性。
第1项所述的分光元件具备具有比第1支撑层的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比第1支撑层的刚性大的刚性的第2支撑层，因此，可以抑制由于分光晶体的热膨胀系数与第1支撑层的热膨胀系数的差异而使第1支撑层以向第2支撑层侧突出的方式弯曲的情况。因此，分光晶体中产生的应变得到降低。
(第2项)在第1项所述的分光元件中，上述第1支撑层的厚度优选为1mm以上。
根据第2项所述的分光元件，即使在对分光晶体照射X射线时从第2支撑层的表面产生杂射线(不同于由分光晶体分光后的X射线的X射线)，该杂射线的至少一部分也会被第1支撑层吸收。因此，由分光元件分光后的X射线的分析精度提高。
(第3项)在第1项或第2项所述的分光元件中，优选：上述分光晶体由锗或氟化锂组成，上述第1支撑层由铝组成，上述第2支撑层由不锈钢组成。
根据第3项所述的分光元件，第1支撑层由铝组成，因此，能够比较廉价地制造第1支撑层，另外，第1支撑层的加工性高，也能够减少来自第1支撑层的杂射线的产生。
附图标记说明
1分光元件、2支架、3激发源、4狭缝、5X射线线性传感器、10分光晶体、10S1被照射面、10S2相反面、11第1支撑层、11S1第1支撑面、11S2第1背面、12第2支撑层、12S1第2支撑面、12S2第2背面、100X射线光谱分析装置、S试样。

Claims (3)

1.一种分光元件，其具备：
对X射线进行分光的分光晶体；
支撑所述分光晶体的第1支撑层；和
支撑所述第1支撑层的第2支撑层，
所述第1支撑层具有比所述分光晶体的热膨胀系数大的热膨胀系数，
所述第2支撑层具有比所述第1支撑层的热膨胀系数小的热膨胀系数且具有比所述第1支撑层的刚性大的刚性。
2.根据权利要求1所述的分光元件，其中，所述第1支撑层的厚度为1mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的分光元件，其中，
所述分光晶体由锗或氟化锂组成，
所述第1支撑层由铝组成，
所述第2支撑层由不锈钢组成。
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