JP2000009899A - 結晶分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択する波長が変わっても、出射するビーム
位置が変わらず、拡大率も自由に設定可能な結晶分光器
を提供する。 【解決手段】 第１結晶１としては対称反射結晶が用い
られ、第２結晶２としては非対称反射結晶が用いられて
いる。第１結晶１及び第２結晶２は、ともにその角度及
び位置が可変に設けられている。第１結晶１は、第１角
度調整機構３によって角度調整可能に設けられるととも
に、第１位置調整機構５によって位置調整可能に設けら
れている。第２結晶２は、第２角度調整機構４によって
角度調整可能に設けられるとともに、第２位置調整機構
６によって位置調整可能に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲の波長を持
つ光から特定の波長のＸ線を分光する結晶分光器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】入射光のなかから所要の任意の波長成分
の単色光だけを取り出すためには、モノクロメータと呼
ばれる各種の分光器が用いられる。そして、Ｘ線を単色
化するために用いられるのが、結晶分光器（結晶モノク
ロメータ）である。例えば、放射光のような広範囲にわ
たる波長を含んだ白色光からＸ線を単色化するには、Ｓ
ｉ、Ｇｅ結晶等のブラッグ反射を用いる。ブラッグ反射
とは、次の式１の関係を満たす波長のＸ線のみ反射する
現象である。なお、式１において、λは波長、ｄは結晶
定数、θはブラッグ角である。

【０００３】

【数１】λ＝２ｄｓｉｎθ …式１ このようなＸ線の単色化は、１枚の結晶でも可能である
が、１枚の場合には波長により出射方向が変化してしま
うため、波長を可変とする用途には不向きである。そこ
で、図１３に示すように、第１結晶１及び第２結晶２
を、互いに平行に配置した２結晶分光器が用いられるこ
とが多い。かかる２結晶分光器においては、第１結晶１
への入射ビームはそのままでも、第１結晶１の角度を変
えると、異なった波長のＸ線を反射させることができ
る。そして、第１結晶１で反射されたＸ線は、自動的に
第２結晶２でも反射される。このとき、第１結晶１と第
２結晶２ととの平行が維持されており、両結晶が同じで
あれば、第２結晶２から出射されるＸ線は、その波長に
かかわらず入射ビームに対して常に平行となる。また、
第１結晶１若しくは第２結晶２の位置が可変であれば、
出射するＸ線を、ぴったり重ねることも可能である。

【０００４】さらに、Ｘ線を単色化するだけでなく、結
晶の非対称反射を利用することによって出射ビームを拡
大することもできる。かかる場合の拡大率Ｍと非対称反
射角αの関係は、次の式２及び式３に示すようになる。

【０００５】

【数２】 Ｍ＝ｓｉｎ（θ＋α）／ｓｉｎ（θ−α） …式２

【数３】 α＝ｔａｎ^-1［（Ｍ−１）／（Ｍ＋１）×ｔａｎθ］ …式３

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｘ線の単色
化とともに出射ビームの拡大を行うことは、１枚の結晶
であっても可能である。しかし、この場合にも、一枚で
は出射方向が変化するために、波長を可変とする場合の
用途には不向きである。これに対処するため、２結晶分
光器における一方の結晶によって非対称反射を行う場合
には、非対称反射を行う結晶への入射角をθ−αとする
必要があり、拡大率も関係してくるため、２つの結晶を
単に平行にしただけでは平行ビームは出射しない。ま
た、波長を変えると拡大率が変化するという問題があ
る。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
選択する波長が変わっても、出射するビーム位置が変わ
らず、拡大率も自由に設定可能な結晶分光器を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、複数の波長成分を持つ光
から、少なくとも１種のＸ線を分光する第１の結晶及び
第２の結晶を有する結晶分光器において、前記第１の結
晶及び前記第２の結晶はそれぞれ角度及び位置が可変に
設けられ、前記第１の結晶の角度を調整する第１角度調
整機構と、前記第２の結晶の角度を調整する第２角度調
整機構とを有し、前記第１の結晶の位置を調整する第１
位置調整機構と、前記第２の結晶の位置を調整する第２
位置調整機構とを有することを特徴とする。以上のよう
な請求項１記載の発明では、第１及び第２角度調整機
構、第１及び第２位置調整機構によって、第１及び第２
の結晶の角度及び位置を調整することにより、選択する
波長や対称反射、非対称反射によらず、常に光軸を一定
にしてビームを出射することができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、複数の波長成分を
持つ光から、少なくとも１種のＸ線を分光しビームを拡
大する非対称反射結晶を有する結晶分光器において、前
記非対称反射結晶は、ビームを拡大可能なＸ線の波長の
範囲のうち、短い波長のＸ線に合わせた非対称反射角を
持つことを特徴とする。以上のような請求項２記載の発
明では、非対称反射結晶の非対称反射角が、短い波長の
Ｘ線に合わせて作成されているので、この短い波長より
も長い数種類のＸ線のビームを拡大することができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の結
晶分光器において、前記第２の結晶は、異なった拡大率
を有する複数の非対称反射結晶を並置することによって
構成されていることを特徴とする。以上のような請求項
３記載の発明では、第２の位置調整機構によって、第２
の結晶を移動させて、いずれかの拡大率の非対称反射結
晶を選択することにより、波長が異なっても自動的に同
じサイズのビームを常に同じ光軸で出射することができ
る。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１又は請求
項３記載の結晶分光器において、前記第１及び第２の角
度調整機構と、前記第１及び第２の位置調整機構とを制
御する制御手段を有することを特徴とする。以上のよう
な請求項４記載の発明では、制御手段からの制御指令に
応じて、第１及び第２の角度調整機構、第１及び第２の
位置調整機構が、第１の結晶及び第２の結晶の角度及び
位置を自動的に調整する。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の結晶分光器において、出射側に曲率
が可変な凹面鏡又は凸面鏡が配置され、前記凹面鏡又は
凸面鏡の曲率を算出する曲率算出手段を有することを特
徴とする。以上のような請求項５記載の発明では、曲率
算出手段よって算出された曲率に応じて、凹面鏡又は凸
面鏡の曲率を調節することにより、常に一定の光軸で、
任意の倍率、波長に拡大したビームを出射することがで
きる。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１及び請求
項３〜５のいずれか１項に記載の結晶分光器において、
前記第１の結晶及び前記第２の結晶は、拡大率√Ｍの非
対称反射結晶であることを特徴とする。以上のような請
求項６記載の発明では、２つの同一の拡大率√Ｍの非対
称反射結晶を用いることにより、第２の結晶への入射角
を大きくして作業性を向上させることができる。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１及び請求
項３〜６のいずれか１項に記載の結晶分光器において、
前記第１の結晶は曲率可変な対称反射結晶であり、前記
第２の結晶は非対称反射結晶であることを特徴とする。
以上のような請求項７記載の発明では、第１の結晶が曲
率可変なため、出射光のビームを、一つの非対称反射で
は不可能なサイズに拡大することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（１）第１の実施の形態 （構成）請求項１及び請求項２記載の発明に対応する一
つの実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。
すなわち、本実施の形態においては、第１結晶１として
は対称反射結晶が用いられ、第２結晶２としては非対称
反射結晶が用い１られている。第１結晶１及び第２結晶
２は、ともにその角度及び位置が可変に設けられてい
る。そして、第１結晶１は、第１角度調整機構３によっ
て角度調整可能に設けられるとともに、第１位置調整機
構５によって位置調整可能に設けられている。また、第
２結晶２は、第２角度調整機構４によって角度調整可能
に設けられるとともに、第２位置調整機構６によって位
置調整可能に設けられている。

【００１６】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は、以下の通りである。すなわち、第１結
晶１のブラッグ角をθ_B1、第２結晶２のブラッグ角をθ
_B2、第２結晶２の非対称反射角をα、第２結晶２への入
射角をβ_IN、第２結晶２からの出射角をβ_OUT とする
と、以下の式４及び式５のような関係が成立する。

【数４】β_IN＝θ_B2−α …式４

【数５】β_OUT ＝θ_B2＋α …式５ そして、出射ビームが入射ビームと平行であるために
は、第２結晶２の中心を通る線と出射ビームが９０°を
なす必要があり、これを式で表すと、次の式６のように
なる。

【数６】 ９０°−２×θ_B1＋β_IN＋β_OUT ＝９０° …式６ この式６を簡単にすると、次の式７のようになる。

【数７】 β_IN＋β_OUT ＝２×θ_B1 …式７ この式７に、式４及び式５を代入すると、次の式８のよ
うになる。

【数８】θ_B1＝θ_B2 …式８ 以上のことから、結晶分光器においては、対称反射、非
対称反射及び選択する波長によらず、第１結晶１と第２
結晶２が同じブラッグ角を持つならば、入射ビームと出
射ビームは平行になる。

【００１７】そこで、本実施の形態においては、図１に
示すように、第１結晶１の入射角を第１角度調整機構３
によってθ_B1に設定し、第２結晶２へのビーム入射角
を、第２角度調整機構４によって、次の式９のように設
定すれば、常に入射ビームに平行な出射光が得られる。
なお、式９においてαは式３による。

【００１８】

【数９】β_IN＝θ_B2−α＝θ_B1−α …式９ 次に、選択する波長が変わっても、出射光の光軸を重ね
る作用を、図２を参照して説明する。なお、図２におい
ては、ある波長の光軸を実線７で示し、次に選択する光
軸を波線８で示し、選択する波長が変わって光軸が実線
７から破線８へ変化した場合を表している。すなわち、
第１結晶１への入射ビームは不変のため、まず、第１角
度調整機構３によって、新たな波長のブラッグ角へ入射
角を変える。そして、第２位置調整機構６によって、第
２結晶２を第１結晶１からの反射光が入射する位置へ移
動させるとともに、第２角度調整機能２によって第２結
晶２へのビーム入射角が式４の値になるように調整す
る。これで光軸７と８は平行になる。

【００１９】さらに、第２結晶２の角度はそのままにし
て、第２結晶２の位置を第２位置調整機構６によって出
射光が重なる位置まで移動させる。なお、第２結晶を移
動させずに、第１結晶１を第１位置調整機構５によって
移動させても同様な作用が得られる。

【００２０】（効果）以上のような本実施の形態によれ
ば、波長、対称反射、非対称反射によらず、常に入射ビ
ームに平行な出射ビームが得られるとともに、出射ビー
ムの位置を一定とすることができる。

【００２１】（２）第２の実施の形態 請求項２記載の発明に対応する一つの実施の形態を、図
３を参照して説明する。すなわち、本実施の形態は、Ｘ
線を単色化するとともに、ビームサイズを拡大させる機
能を有する非対称反射結晶１３が、角度調整機構３によ
って角度調整可能に設けられている。そして、本実施の
形態における適用可能な波長範囲及び非対称反射結晶１
３の非対称反射角は、以下のように設定されている。

【００２２】まず、長波長のビームライン７と短波長の
ビームライン８を考えると、波長の長い方のブラッグ角
をθ_L ９、波長の短い方のブラッグ角をθ_S １０とする
と、同一の結晶の場合、ブラッグ角は波長によって異な
り、式１の関係により、θ_L９の方がθ_S １０よりも大
きくなる。

【００２３】一方、ブラッグ角の大きい方（波長の長い
方）の非対称反射角α_L １１は、小さい方のブラッグ角
θ_S １０よりも小さくないと、ブラッグ角の小さい方
（波長の短い方）のビームは、結晶に入射することがで
きない。従って、本実施の形態においては、式３より、
次の式１０の関係が成り立たつように、波長範囲が設定
されている。

【００２４】

【数１０】 α_L １１＝ ｔａｎ^-1［（Ｍ−１）／（Ｍ＋１）×ｔａｎθ_L ］＜θ_S １０…式１０ また、上記の式１０を満足する波長範囲であっても、長
波長側の非対称反射角に合わせて結晶を製作すると、ほ
とんど水平入射となり、操作性が非常に悪くなる。従っ
て、本実施の形態における非対称反射結晶１３の非対称
反射角は、短波長側に合わせて製作されている。この場
合の短波長側での拡大率Ｍ_S は、以下の式１１のように
なり、長波長側の拡大率Ｍは上記の式２のようになる。

【００２５】

【数１１】 Ｍ_S ＝ｓｉｎ（θ_S ＋α_L ）／ｓｉｎ（θ_S −α_L ） …式１１ 以上のような本実施の形態によれば、上記の設定におけ
る短波長以上の波長の範囲で波長を変えても、非対称反
射結晶１３による非対称反射が可能となる。

【００２６】（３）第３の実施の形態 （構成）請求項３及び請求項４記載の発明に対応する一
つの実施の形態を、図４を参照して説明する。なお、上
記の第１の実施の形態と同様の部材は同一の符号を付
し、説明は省略する。すなわち、本実施の形態における
第２結晶は、結晶１４と結晶１５とを縦方向に並べて配
置することによって構成されている。結晶１４は、ある
波長のＸ線を、非対称反射によりある拡大率を持ったビ
ームに拡大するものであり、結晶１５は、結晶１４と異
なる波長のＸ線を、非対称反射により結晶１４と同じ拡
大率を持ったビームに拡大するものである。

【００２７】そして、結晶１４，１５は、第２角度調整
機構４及び第２位置調整機構６に取り付けられ、結晶へ
の入射角度及び結晶の位置を調整可能に設けられてい
る。また、第１及び第２角度調整機構３，４、第１及び
第２位置制御機構５，６には、制御装置２４が接続され
ている。この制御装置２４は、第１結晶１からの出射光
が複数ある結晶１４，１５のうちのいずれか適当な結晶
に入射するように選択し、第２位置調整機構６へ指令を
出す機能を有する。なお、異なる波長に応じて結晶１
４，１５のうちのどの結晶を選択するかは、制御装置２
４においてあらかじめ設定されている。

【００２８】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、第１結晶
１によりＸ線が単色化され、第２結晶のうちの手前側の
結晶１４の非対称反射により拡大される。次に、第１角
度調整機構によって第１結晶１の角度を変えて、選択す
る波長を変更すると、その情報が制御装置２４へ行き、
変更した波長に対応して、あらかじめ設定された指令を
第２位置調整機構６へ指令する。すると、第２位置調整
機構６は第１結晶１からのビームが、制御装置２４から
指令された結晶の適当な位置に入射するよう結晶１４，
１５を移動する。

【００２９】また、第２角度調整機構４は、制御装置２
４からの指令により、結晶１４又は１５へのビーム入射
角が、選択された波長に適する値になるように角度を調
整する。なお、第１の実施の形態と同様に、第１位置調
整機構５及び第２位置調整機構６によって、出射光の光
軸を波長によらず重ねることも可能である。

【００３０】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、選択する波長が変わっ
ても、その波長と意図した拡大率に合った結晶の位置、
角度を自動的に制御し、出射光の光軸を重ねることがで
きる。特に、従来は、同じ非対称反射結晶を用いて波長
を変えた場合、拡大率が異なるといった問題があった
が、結晶１４，１５という異なった結晶を用いることに
より、波長が変わっても同じ拡大率を達成することがで
きる。

【００３１】（４）第４の実施の形態 （構成）請求項３及び請求項４記載の発明に対応する一
つの実施の形態を、図５を参照して以下に説明する。な
お、上記の第３の実施の形態と同様の部材は同一の符号
を付し、説明を省略する。すなわち、本実施の形態にお
ける第２結晶は、結晶１４と結晶１５とを横方向に並べ
て配置することによって構成されている。そして、結晶
１４，１５は、第２角度調整機構４及び横方向移動装置
１６に取り付けられ、結晶への入射角度及び結晶の位置
を調整可能に設けられている。

【００３２】また、第１及び第２角度調整機構３，４、
第１位置制御機構５、横方向移動装置１６には、制御装
置２５が接続されている。この制御装置２５は、第１結
晶１からの出射光が複数ある結晶１４，１５のうちのい
ずれか適当な結晶に入射するように選択し、横方向移動
装置１６へ指令を出す機能を有する。なお、異なる波長
に応じて結晶１４，１５のうちのどの結晶を選択するか
は、制御装置２５においてあらかじめ設定されててい
る。

【００３３】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、第１結晶
１によりＸ線が単色化され、第２結晶のうちの手前側の
結晶１４の非対称反射により拡大される。次に、第１角
度調整機構によって第１結晶１の角度を変えて、選択す
る波長を変更すると、その情報が制御装置２４へ行き、
変更した波長に対応して、あらかじめ設定された指令を
第２位置調整機構６へ指令する。すると、横方向移動装
置１６は第１結晶１からのビームが、制御装置２５から
指令された結晶の適当な位置に入射するように、結晶１
４，１５を横方向に移動する。

【００３４】また、第２角度調整機構４は、制御装置２
５からの指令により、結晶１４又は１５へのビーム入射
角が、選択された波長に適する値になるように角度を調
整する。なお、第１の実施の形態と同様に、第１位置調
整機構５及び第２位置調整機構６によって、出射光の光
軸を波長によらず重ねることも可能である。

【００３５】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、選択する波長が変わっ
ても、その波長と意図した拡大率に合った結晶の位置、
角度を自動的に制御し、出射光の光軸を重ねることがで
き、第３の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００３６】（５）第５の実施の形態 （構成）請求項５記載の発明に対応する一つの実施の形
態を、図６〜８を参照して説明する。すなわち、本実施
の形態においては、上記の第１の実施の形態における出
射光位置に、曲率可変ミラー１７が配置されている。こ
の曲率可変ミラー１７は、凹面鏡若しくは凸面鏡のいず
れかである。そして、曲率可変ミラー１７は、曲率算出
装置２６において算出された曲率に応じて、曲率が変更
される構成となっている。この曲率算出装置２６は、ミ
ラーの種類（凹面鏡又は凸面鏡）、光源から曲率可変ミ
ラー１７までの距離、曲率可変ミラー１７からビームを
使用する点（以後、照射位置と呼ぶ）までの距離、拡大
率、ビームの曲率可変ミラー１７への入射角を入力する
ことにより、曲率可変ミラー１７の曲率を自動的に求め
る装置である。

【００３７】（作用効果）以上のような本実施の形態の
作用効果は以下の通りである。すなわち、２結晶分光器
からは、常に単色化されたビームが同じ位置に出射さ
れ、その後に曲率可変ミラー１７へビームが入射する。
曲率可変ミラー１７からの出射角は、波長による変化が
ないため、常に一定の光軸が得られる。一方、曲率可変
ミラー１７の曲率は、以下の手法により自動的に求めら
れる。

【００３８】まず、凹面鏡の場合には、光源までの距離
をＦ１、曲率可変ミラー１７から照射位置までの距離を
Ｆ２、視射角をγとすると曲率Ｒは、以下の式１２のよ
うに表すことができる。

【００３９】

【数１２】 Ｒ＝｛２×Ｆ１×Ｆ２｝÷｛（Ｆ１＋Ｆ２）×ｓｉｎγ｝ …式１２ また、凹面鏡の場合には、図７に示すように、一度焦点
を結んでから拡大することを考えると、曲率可変ミラー
１７から照射位置２１までの距離をＬ、曲率可変ミラー
１７上でのビームサイズをａ、照射位置２１でのビーム
サイズをｂ、拡大率をＭ（＝ａ／ｂ）とすると、比例関
係より、以下の式１３のような関係が成立し、この式１
３から式１４が導かれる。

【００４０】

【数１３】 ａ：Ｆ２＝ｂ：（Ｌ−Ｆ２） …式１３

【数１４】 Ｆ２＝（ａＬ）／（ａ＋ｂ）＝Ｌ／（１＋Ｍ） …式１４ 一方、凸面鏡の場合には、図８に示すように、焦点を結
ばずに拡大することから、以下の式１５及び式１６のよ
うになる。

【００４１】

【数１５】 ａ：Ｆ２＝ｂ：（Ｌ＋Ｆ２） …式１５

【数１６】 Ｆ２＝（ａＬ）／（ｂ−ａ）＝Ｌ／（Ｍ−１） …式１６ 従って、曲率算出装置２６に、ミラーの種類（凹面鏡又
は凸面鏡）、視射角γ、光源から曲率可変ミラー１７ま
での距離Ｆ１、曲率可変ミラー１７から照射位置までの
距離Ｌ、拡大率Ｍ（若しくは曲率可変ミラー１７上での
ビームサイズａと照射位置でのビームサイズ）を入力す
れば、式１２〜１６により，ミラー曲率Ｒが求められ
る。この値を、曲率可変ミラー１７へ指示し、曲率を設
定すれば、照射位置２１において、所望のビームサイ
ズ、波長のＸ線を得ることができる。

【００４２】（６）第６の実施の形態 （構成）請求項６記載の発明に対応する一つの実施の形
態を、図９を参照して説明する。すなわち、本実施の形
態は、第１の実施の形態における２結晶分光器の第１結
晶及び第２結晶の二つとも、拡大率√Ｍの非対称反射結
晶１８，１９を用いたものである。

【００４３】（作用効果）以上のような本実施の形態の
作用効果は、以下の通りである。まず、ビームの拡大
を、第１結晶における１回の非対称反射のみで行う場
合、式（３）の関係より、拡大率が大きいほど非対称反
射角αは大きくなり、式（４）より非対称反射角αが大
きくなるほど、第２結晶への入射角β_INが小さくなるた
め、第２結晶への入射は難しくなる。

【００４４】例えば、Ｓｉ（３１１）結晶において波長
０．１７７１１Å（７０ｋｅＶ）のブラッグ角３．１０
°で、拡大率５倍とするとαは２．０７°、入射角は
１．０３°となる。しかし、拡大率２５倍とするとαは
２．８６°、入射角は０．２３８°となる。よって、拡
大率２５倍の一回でビームを拡大しようとする場合、第
２結晶への入射角は０．２３８°となり、拡大率５倍の
場合の１／４以下でほとんど水平に近く、作業性が非常
に悪い。

【００４５】一方、本実施の形態においては、２結晶分
光器の拡大率は２つの非対称反射結晶１８，１９の拡大
率√Ｍの積となるため、Ｍとなる。そして、拡大率が√
Ｍであると、非対称反射結晶１９への入射角β_INM は、
次の式１７のようになる。

【００４６】

【数１７】 β_INM ＝θ−ｔａｎ^-1［（√Ｍ−１）／（√Ｍ＋１）×ｔａｎθ］ …式１７ このように、拡大率√Ｍの２回の非対称反射でビームを
拡大するので、最終的には大きな拡大率Ｍのビームが得
られるのみならず、非対称反射結晶１８の拡大率は√Ｍ
という小さい値に抑えることができるので、非対称反射
結晶１９へのビームの入射が楽になり作業性が向上す
る。また、非対称反射結晶１８，１９に同じ結晶を使え
ば、第１の実施の形態と同様に、波長が異なってもビー
ムの位置は変わらない。

【００４７】（７）第７の実施の形態 請求項７記載の発明に対応する一つの実施の形態を、図
１０〜１２を参照して説明する。すなわち、本実施の形
態は、第１の実施の形態における第１結晶を曲率可変対
称反射結晶２２とし、第２結晶を非対称反射結晶１９と
したものである。

【００４８】以上のような構成を有する本実施の形態の
作用効果は以下の通りである。まず、図１１に示すよう
に、入射角が小さく曲率が大きいとビームがミラー面に
ぶつかってしまうが、上記の式４から、対称反射は非対
称反射に比べて入射角が大きいため、結晶の曲率が大き
く取れる。また、入射角がより大きい方が収差が少な
い。

【００４９】例えば、上記の第６の実施の形態でも示し
たように、Ｓｉ（３１１）結晶において波長０．１７７
１１Å（７０ｋｅＶ）のブラッグ角３．１０°で、拡大
率５倍とするとαは２．０７°、入射角１．０３°とな
る。そして、図１２に示すように、結晶のサイズを２０
０ｍｍ、ミラー中央部のふくらみをｘ、入射角をδとす
ると、対称反射の場合δ＝３．１０°、拡大率５倍の非
対称反射ではδ＝１．０３°となり、この場合は曲率は
対称反射の時にはＲ＝１８５０ｍｍ、ｘ＝５．４２ｍ
ｍ、非対称反射の時にはＲ＝５５６４ｍｍ、ｘ＝１．７
９７ｍｍとなる。したがって、対称反射の場合には、非
対称反射のときの３倍程度の曲率をつけることが可能と
言える。

【００５０】そこで、本実施の形態においては、第１結
晶を曲率可変対称反射結晶２２とすることにより、ある
範囲でのビームサイズ調整が可能となり、１枚の非対称
反射では不可能なビームサイズへの拡大も可能となる。
また、第１の実施の形態と同様に、選択する波長が異な
っても、出射ビームの位置が変わらずに、任意のビーム
サイズに拡大された単色Ｘ線ビームが得られる。

【００５１】なお、上記の実施の形態における結晶は、
Ｓｉ、Ｇｅ等、その他の様々な材質によって構成するこ
とができる。また、制御装置２４，２５、曲率算出装置
２６等は、所定のソフトウエアの手順に従って作動する
コンピュータによって構成することもできるし、専用の
回路によって構成することもできる。

【００５２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、選択する波長が
変わっても、出射するビーム位置が変わらず、拡大率も
自由に設定可能な結晶分光器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の結晶分光器の第１の実施の形態を示す
説明図である。

【図２】図１の実施の形態における結晶移動手順を示す
説明図である。

【図３】本発明の結晶分光器の第２の実施の形態を示す
説明図である。

【図４】本発明の結晶分光器の第３の実施の形態を示す
説明図である。

【図５】本発明の結晶分光器の第４の実施の形態を示す
説明図である。

【図６】本発明の結晶分光器の第５の実施の形態を示す
説明図である。

【図７】図６の実施の形態における凹面鏡の場合を示す
説明図である。

【図８】図６の実施の形態における凸面鏡の場合を示す
説明図である。

【図９】本発明の結晶分光器の第６の実施の形態を示す
説明図である。

【図１０】本発明の結晶分光器の第７の実施の形態を示
す説明図である。

【図１１】凸面鏡の反射状態を示す説明図である。

【図１２】図１０の実施の形態における曲率可変ミラー
の曲率を示す説明図である。

【図１３】一般的な結晶分光器の原理を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…第１結晶 ２…第２結晶 ３…第１結晶角度調整機構 ４…第２結晶角度調整機構 ５…第１結晶位置調整機構 ６…第２結晶位置調整機構 ７〜１０…ビームライン １１…長波長のブラッグ角 １２…短波長ブラッグ角 １３…結晶格子面 １４，１５，１８，１９…非対称反射結晶 １６…横方向移動装置 １７…曲率可変ミラー ２０…凹面鏡 ２１…照射位置 ２２…曲率可変対称反射結晶 ２３…凸面鏡 ２４，２５…制御装置 ２６…曲率算出手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の波長成分を持つ光から、少なくと
   も１種のＸ線を分光する第１の結晶及び第２の結晶を有
   する結晶分光器において、 前記第１の結晶及び前記第２の結晶はそれぞれ角度及び
   位置が可変に設けられ、 前記第１の結晶の角度を調整する第１角度調整機構と、
   前記第２の結晶の角度を調整する第２角度調整機構とを
   有し、 前記第１の結晶の位置を調整する第１位置調整機構と、
   前記第２の結晶の位置を調整する第２位置調整機構とを
   有することを特徴とする結晶分光器。
2. 【請求項２】 複数の波長成分を持つ光から、少なくと
   も１種のＸ線を分光しビームを拡大する非対称反射結晶
   を有する結晶分光器において、 前記非対称反射結晶は、ビームを拡大可能なＸ線の波長
   の範囲のうち、短い波長のＸ線に合わせた非対称反射角
   を持つことを特徴とする結晶分光器。
3. 【請求項３】 前記第２の結晶は、異なった拡大率を有
   する複数の非対称反射結晶を並置することによって構成
   されていることを特徴とする請求項１記載の結晶分光
   器。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２の角度調整機構と、前
   記第１及び第２の位置調整機構とを制御する制御手段を
   有することを特徴とする請求項１又は請求項３記載の結
   晶分光器。
5. 【請求項５】 出射側に曲率が可変な凹面鏡又は凸面鏡
   が配置され、 前記凹面鏡又は凸面鏡の曲率を算出する曲率算出手段を
   有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の結晶分光器。
6. 【請求項６】 前記第１の結晶及び前記第２の結晶は、
   拡大率√Ｍの非対称反射結晶であることを特徴とする請
   求項１及び請求項３〜５のいずれか１項に記載の結晶分
   光器。
7. 【請求項７】 前記第１の結晶は曲率可変な対称反射結
   晶であり、 前記第２の結晶は非対称反射結晶であることを特徴とす
   る請求項１及び請求項３〜６のいずれか１項に記載の結
   晶分光器。