JP2001141892A - 多層膜ミラー及びｘ線分光器 - Google Patents

多層膜ミラー及びｘ線分光器

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JP2001141892A JP32110299A JP32110299A JP2001141892A JP 2001141892 A JP2001141892 A JP 2001141892A JP 32110299 A JP32110299 A JP 32110299A JP 32110299 A JP32110299 A JP 32110299A JP 2001141892 A JP2001141892 A JP 2001141892A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単色光ビームに含まれる高調波成分を容易に
除去できる多層膜ミラー提供する。 【解決手段】 基板２１に多数の軽元素膜２２，２４及
び重元素膜２３，２５を交互に積層するとともに、基板
２１側から数えて奇数番目の軽元素膜２２の厚さｄL1と
偶数番目の軽元素膜２４の厚さｄL2を異なる数値に設定
し、また、基板２１側から数えて奇数番目の重元素膜２
３の厚さｄH1と偶数番目の重元素膜２５の厚さｄH2とを
異なる数値に設定して、基板２１側から数えて奇数番目
の軽元素膜２２及び重元素膜２３の厚さｄL1，ｄH1の和
により定まるブラッグ反射条件の周期長ｄ1と、基板２
１側から数えて偶数番目の軽元素膜２４及び重元素膜２
５の厚さｄL2，ｄH2の和により定まるブラッグ反射条件
の周期長ｄ2とを相違させ、Ｘ線の反射率の高次ピーク
を高調波成分のエネルギー帯域から外す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多層膜ミラー及びＸ
線分光器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光速に近い速度で移動する電子がその進
行方向を磁場や電場で曲げられると、電子の軌道の接線
方向に放射光とよばれる電磁波（光）を放出する。
【０００３】図２０は放射光発生手段の一例を示すもの
で、１は線形加速装置であり、該線形加速装置１は、電
子（荷電粒子）ｅを出射する電子発生装置２と、一端が
電子発生装置２に接続された直管状の加速ダクト３と、
該加速ダクト３の内部を移動する電子ｅに高周波を付与
して該電子ｅを加速する高周波加速装置４とを有してい
る。
【０００４】加速ダクト３の他端には、湾曲管状の偏向
ダクト５の一端が接続されており、偏向ダクト５には、
その内部を移動する電子ｅの軌道を曲げるための偏向電
磁石６が設けられている。
【０００５】７はシンクロトロン（電子蓄積リング）で
あり、該シンクロトロン７は、電子ｅに周回軌道を形成
させるための無端状ダクト８を有しており、該無端状ダ
クト８の所要箇所には、前記の偏向ダクト５の他端が接
続されている。
【０００６】この無端状ダクト８の湾曲部分には、その
内部を移動する電子ｅの軌道を曲げるための偏向電磁石
９が設けられ、無端状ダクト８の所要箇所には、該無端
状ダクト８の内部を移動する電子ｅに高周波を付与して
該電子ｅを加速する高周波加速装置１０が設けられてい
る。
【０００７】また、無端状ダクト８の所要箇所の湾曲部
には、該湾曲部において光速に近い速度で移動する電子
ｅの進行方向が曲げられることにより放出される放射光
ビームＳを、無端状ダクト８の外部へ導くためのビーム
ライン１１の一端が接続され、ビームライン１１の他端
には、放射光ビームＳを照射光源とする実験を行なう実
験装置１２が設けられている。
【０００８】更に、ビームライン１１の他端には、ビー
ムライン１１の内部を真空状態に保持するためのベリリ
ウム窓（図示せず）が設けられている。
【０００９】図２０に示す放射光発生手段によって放射
光ビームＳを放出させる際には、加速ダクト３、偏向ダ
クト５、無端状ダクト８、ビームライン１１の内部を超
高真空状態に減圧して、電子ｅが光速に近い速度で移動
できるようにする。
【００１０】次いで、電子発生装置２から電子ｅを出射
させると、該電子ｅは、高周波加速装置４で加速され且
つ偏向電磁石６により軌道を曲げられて、無端状ダクト
８に入射する。
【００１１】また、無端状ダクト８に入射した電子ｅ
は、高周波加速装置１０で加速されるとともに、偏向電
磁石９により各湾曲部において軌道を曲げられ、これに
より、電子ｅの軌道の接線方向へ放射光ビームＳが放出
される。
【００１２】更に、無端状ダクト８の所定箇所の湾曲部
において放出される放射光ビームＳは、ビームライン１
１を経て実験装置１２に入射する。
【００１３】この放射光ビームＳは、無端状ダクト８を
周回する電子ｅの軌道上を発光点として進行方向へ拡が
る発散光であり、可視領域からＸ線領域にわたる電磁波
を含んでいる。
【００１４】そこで、実験装置１２においてＸ線領域の
電磁波を用いた実験を行なう場合には、Ｘ線分光器によ
り、放射光ビームＳに含まれているＸ線領域の電磁波を
選択的に得るようにしている。
【００１５】図１５はＸ線分光器の一例を示すもので、
このＸ線分光器は、放射光ビームＳ進行方向側方から見
て凹湾曲面状に形成された反射面を有する前置ミラー１
８と、珪素（Ｓｉ）あるいはゲルマニウム（Ｇｅ）など
の結晶体１９と、白金（Ｐｔ）を石英などの基板に蒸着
させた全反射ミラー２０とを備えている。
【００１６】前置ミラー１８、結晶体１９、全反射ミラ
ー２０は、放射光ビームＳが前置ミラー１８を経て結晶
体１９に入射し、ブラッグ反射により結晶体１９から出
射されるＸ線領域の単色光ビームＳ１が全反射ミラー２
０に斜入射するように、ビームライン１１（図２０参
照）に内装されている。
【００１７】図１６は、全反射ミラー２０に対する単色
光ビームＳ１の入射角とエネルギーが１０ｋｅＶのＸ線
の反射率σとの関係を示すグラフ、また、図１７は、Ｘ
線のエネルギーと全反射ミラー２０によるＸ線の反射率
σとの関係を示すグラフであり、全反射ミラー２０に対
する単色光ビームＳ１の入射角を７ｍｒａｄに設定する
と、エネルギーが１０ｋｅＶのＸ線の反射率σは０．８
程度に、エネルギーが２０ｋｅＶのＸ線の反射率σは
０．０１程度になる。
【００１８】ここで、Ｘ線のエネルギーと波長との関係
は、下記のように表される。
【００１９】
【数１】 Ｅ（ｋｅＶ）＝１．２３９８４２４７／λ（ｎｍ） Ｅ：エネルギー（ｋｅＶ） λ：波長（ｎｍ）
【００２０】すなわち、図１５に示すＸ線分光器では、
全反射ミラー２０によりエネルギーが１０ｋｅＶのＸ線
（基本波）を主に反射し且つエネルギーが２０ｋｅＶの
Ｘ線（高調波）を除去している。
【００２１】図１８、図１９はＸ線分光器の他の例を示
すもので、このＸ線分光器は、略水平に出射される放射
光ビームＳの光路の一側に配置され且つ当該光路に対し
て垂直な基準面１３ａを有する基盤１３と、放射光ビー
ムＳの光路の他側に配置され且つ基盤１３の放射光ビー
ムＳ進行方向上流寄り部分に変位可能に取り付けた第１
のホルダ１４と、放射光ビームＳの光路の一側に配置さ
れ且つ基盤１３の放射光ビームＳ進行方向下流寄り部分
に変位可能に取り付けた第２のホルダ１５と、結晶面１
６ａ，１７ａに入射する放射光ビームＳの角度（ブラッ
グ角）に応じてＸ線領域の電磁波を反射する第１の結晶
体１６及び第２の結晶体１７とを備えている。
【００２２】第１のホルダ１４と基盤１３との間には、
放射光ビームＳの光軸Ｏに交差して上下に延びる第１の
縦軸Ｙ１を中心に第１のホルダ１４を左右α１方向へ揺
動させるヨーイング機構と、第１のホルダ１４を基盤１
３の基準面１３ａに沿って第１の縦軸Ｙ１に直交する前
後ｘ１方向へ移動させる前進後退機構と、第１の縦軸Ｙ
１に沿って第１のホルダ１４を上下ｙ１方向へ移動させ
る昇降機構と、第１の縦軸Ｙ１に直交する第１の横軸Ｘ
１を中心に第１のホルダ１４を左右β１方向へ傾動させ
るローリング機構とが介在しており、放射光ビームＳの
光軸Ｏに対して第１の縦軸Ｙ１が常時交差している。
【００２３】第１のホルダ１４の放射光ビームＳの光路
側に位置する腹面１４ａ及びその背面１４ｂは、第１の
ホルダ１４の左右α１方向への揺動角が０°で且つ左右
β１方向への傾動角が０°であるときに、図１９（Ａ）
に示すように、基盤１３の基準面１３ａに対して平行に
なるように形成されている。
【００２４】第２のホルダ１５と基盤１３との間には、
前記の第１の縦軸Ｙ１に平行な第２の縦軸Ｙ２を中心に
第２のホルダ１５を左右α２方向へ揺動させるヨーイン
グ機構と、第２の縦軸Ｙ２に沿って第２のホルダ１５を
上下ｙ２方向へ移動させる昇降機構と、第２の縦軸Ｙ２
に直交し且つ前記の第１の横軸Ｘ１に平行な第２の横軸
Ｘ２を中心に第２のホルダ１５を左右β２方向へ傾動さ
せるローリング機構とが介在している。
【００２５】第２のホルダ１５の放射光ビームＳの光路
側に位置する腹面１５ａ及びその背面１５ｂは、第２の
ホルダ１５の左右α２方向への揺動角が０°で且つ左右
β２方向への傾動角が０°であるときに、図１９（Ａ）
に示すように、基盤１３の基準面１３ａに対して平行に
なるように形成されている。
【００２６】第１の結晶体１６は、第１の縦軸Ｙ１が結
晶面１６ａ上に位置し且つ当該結晶面１６ａが腹面１４
ａ及び背面１４ｂに対して平行になるように、第１のホ
ルダ１４に装着されている。
【００２７】第２の結晶体１７は、第２の縦軸Ｙ２が結
晶面１７ａ上に位置し且つ当該結晶面１７ａが腹面１５
ａ及び背面１５ｂに対して平行になるように、第２のホ
ルダ１５に装着されている。
【００２８】更に、基盤１３は、放射光ビームＳの光軸
Ｏに対して直角に延び且つ第２の縦軸Ｙ２に直交する水
平軸Ｚを中心として前後γ１方向へ傾動し得るように構
成されている。
【００２９】これにより、基盤１３が傾動すると、第１
のホルダ１４に装着した第１の結晶体１６と第２のホル
ダ１５に装着した第２の結晶体１７とが、水平軸Ｚを中
心に変位することになる。
【００３０】図１８、図１９に示すＸ線分光器では、第
１のホルダ１４と基盤１３との間に介在しているヨーイ
ング機構、前進後退機構、昇降機構、ローリング機構に
よって、第２のホルダ１５に対する第１のホルダ１４の
相対位置及び姿勢を調整し、水平軸Ｚを中心とする基盤
１３の前後への傾動によって、放射光ビームＳに対する
第１のホルダ１４の位置を調整すると、図１９（Ｂ）に
示すように、放射光ビームＳが第１の結晶体１６に斜入
射し、該第１の結晶体１６の結晶面１６ａから第２の結
晶体１７へ向かってブラッグ角に応じたＸ線領域の単色
光ビームＳ１が出射される。
【００３１】同様に、第２のホルダ１５と基盤１３との
間に介在しているヨーイング機構、昇降機構、ローリン
グ機構によって、第２の結晶体１７の結晶面１７ａが第
１の結晶体１６の結晶面１６ａと平行になるように第２
のホルダ１５の姿勢を調整すると、第１の結晶体１６の
反射光が第２の結晶体１７に斜入射し、該第２の結晶体
１７の結晶面１７ａからブラッグ角に応じたＸ線領域の
単色光ビームＳ１が放射光ビームＳに対して略平行に出
射される。
【００３２】この第１の結晶体１６と第２の結晶体１７
とで得られる単色光ビームＳ１には、エネルギーが１０
ｋｅＶ程度の基本波に加えて、エネルギーが２０ｋｅＶ
程度の高調波が含まれている。
【００３３】そこで、両結晶体１６，１７の結晶面１６
ａ，１７ａを完全に平行な状態から僅かにずらす操作
（デチューン）を行なうと、屈折効果により基本波及び
高調波のブラッグ反射曲線の中心角度がずれること、並
びに、反射の角度幅が高調波に対して基本波のほうが狭
いことに起因して、第２の結晶体１７からエネルギーが
１０ｋｅＶ程度の基本波が主に出射され、エネルギーが
２０ｋｅＶ程度の高調波が除去される。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１５
に示すＸ線分光器では、全反射ミラー２０に対する単色
光ビームＳ１の入射角が非常に小さくなるので、全反射
ミラー２０の単色光ビームＳ１進行方向の寸法を大きく
せざるを得ず、このため、全反射ミラー２０が自重で変
形して単色光ビームＳ１の出射に方向誤差が生じること
が懸念される。
【００３５】また、図１８、図１９に示すＸ線分光器で
は、第１の結晶体１６及び第２の結晶体１７の相対位置
が適切な状態になるようにデチューンを行なうことが困
難である。
【００３６】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、単色光ビームに含まれる高調波成分を容易に除去で
きる多層膜ミラー及びＸ線分光器を提供することを目的
としている。
【００３７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の多層膜ミラーでは、基板
に多数の軽元素膜及び重元素膜を交互に積層するととも
に、基板側から数えて奇数番目の積層における軽元素膜
と偶数番目の積層における軽元素膜とを異なる厚さに設
定し且つ基板側から数えて奇数番目の積層における重元
素膜と偶数番目の積層における重元素膜とを異なる厚さ
に設定している。
【００３８】また、本発明の請求項２に記載のＸ線分光
器では、基板に多数の軽元素膜及び重元素膜を交互に積
層するとともに、基板側から数えて奇数番目の積層にお
ける軽元素膜と偶数番目の積層における軽元素膜とを異
なる厚さに設定し且つ基板側から数えて奇数番目の積層
における重元素膜と偶数番目の積層における重元素膜と
を異なる厚さに設定した第１の多層膜ミラー並びに第２
の多層膜ミラーを備え、放射光ビームが第１の多層膜ミ
ラーに斜入射し得られ且つ該第１の多層膜ミラーによる
反射光が第２の多層膜ミラーに斜入射し得るように、両
多層膜ミラーを平行に配置している。
【００３９】本発明の請求項１に記載の多層膜ミラー、
あるいは請求項２に記載のＸ線分光器のいずれにおいて
も、基板側から数えて奇数番目の積層における軽元素膜
及び重元素膜の厚さの和により定まるブラッグ反射条件
の周期長と、基板側から数えて偶数番目の積層における
軽元素膜及び重元素膜の厚さの和により定まるブラッグ
反射条件の周期長とを相違させて、Ｘ線の反射率の高次
ピークを高調波成分のエネルギー帯域から外す。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例に基づき説明する。
【００４１】図１は本発明の多層膜ミラーの実施の形態
の一例を示すもので、符号Ｍを付した多層膜ミラーは、
基板２１に対して、多数の軽元素膜２２，２４及び重元
素膜２３，２５を交互に積層したものである。
【００４２】軽元素膜２２，２４には、炭素（Ｃ）を用
い、重元素膜２３，２５には、白金（Ｐｔ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）のいずれかを用いてお
り、各元素膜２２〜２５は、超高真空電子ビーム蒸着、
イオンビームスパタリングなどで形成されている。
【００４３】更に、基板２１側から数えて奇数番目の積
層における軽元素膜２２の厚さｄL1と偶数番目の積層に
おける軽元素膜２４の厚さｄL2を異なる数値に設定し、
基板２１側から数えて奇数番目の積層における重元素膜
２３の厚さｄH1と偶数番目の積層における重元素膜２５
の厚さｄH2とを異なる数値に設定して、全反射ミラーと
分光結晶の双方の特性を具備させている。
【００４４】Ｘ線反射手段として基板上に薄膜を形成し
た場合、この薄膜による反射振幅は、下記のように表さ
れる。
【００４５】
【数２】ｒ＝（ｒt＋ｒbｅｘｐ（２ｉΔ））／（１−ｒ
tｒbｅｘｐ（２ｉΔ）） ｒ ：反射振幅 ｒt ：薄膜表面での反射振幅 ｒb ：薄膜と基板との界面での反射振幅
【００４６】
【数３】Δ＝２πｄｎｓｉｎθ／λ θ：電磁波の入射角 Δ：θで入射した電磁波が膜内を伝播するときの位相の
遅れ ｄ：周期長（１組の軽元素膜の厚さと重元素膜の厚さの
和）
【００４７】従って、多層膜ミラーＭは、軽元素膜２
２，２４の厚さｄL1，ｄL2が相違し且つ重元素膜２３，
２５の厚さｄH1，ｄH2が相違することにより、軽元素膜
２２の厚さｄL1及び重元素膜２３の厚さｄH1の和で定ま
る周期長ｄ1と、軽元素膜２４の厚さｄL2及び重元素膜
２５の厚さｄH2の和で定まる周期長ｄ2とを有すること
になる。
【００４８】また、ブラッグ反射とは、反斜面の深さ方
向に周期構造を形成するとその干渉効果により、特定の
波長と入射角のＸ線に対して高い反射率が得られること
であり、その条件は、下記のように表される。
【００４９】
【数４】ｍλ＝２ｄｓｉｎθm［１−（２δ−δ2）／
（ｓｉｎ2θm）］1/2 ｍ ：反射の次数 θm ：ｍ次光の入射角 δ ：光学定数
【００５０】図２〜図７は、Ｘ線のエネルギーと多層膜
ミラーＭによるＸ線の反射率σとの関係を示すグラフ
（入射角１２．２ｍｒａｄ）、図８〜図１０は、Ｘ線の
エネルギーと単一周期長の多層膜ミラーＭによるＸ線の
反射率σとの関係を示すグラフ、図１１は、Ｘ線のエネ
ルギーと白金（Ｐｔ）の吸収係数μとの関係を示すグラ
フ、図１２は、Ｘ線のエネルギーとモリブデン（Ｍｏ）
の吸収係数μとの関係を示すグラフ、図１３は、Ｘ線の
エネルギーとルテニウム（Ｒｕ）の吸収係数μとの関係
を示すグラフである。
【００５１】図２では、軽元素膜２２，２４に炭素を用
い且つ重元素膜２３，２５に白金を用いて、軽元素膜２
２の厚さｄL1を３３．１５Åに、重元素膜２３の厚さｄ
H1を１７．８５Åに、軽元素膜２４の厚さｄL2を３２．
５Åに、重元素膜２５の厚さｄH2を１７．５Åに設定
し、これらの元素膜２２〜２５により、５１Åの周期長
ｄ1と５０Åの周期長ｄ2とを交互に合計３０周期にわた
って積み重ねた状態を構成している。
【００５２】図３では、各元素膜２２〜２５を図２の例
と同一元素で形成し、軽元素膜２２の厚さｄL1を３３．
８Åに、重元素膜２３の厚さｄH1を１８．２Åに、ま
た、軽元素膜２４の厚さｄL2と重元素膜２５の厚さｄH2
を図２の例と同等に設定し、これらの元素膜２２〜２５
により、５２Åの周期長ｄ1と５０Åの周期長ｄ2とを交
互に合計３０周期にわたって積み重ねた状態を構成して
いる。
【００５３】図４では、各元素膜２２〜２５を図２の例
と同一元素で形成し、軽元素膜２２の厚さｄL1を３４．
４５Åに、重元素膜２３の厚さｄH1を１８．５５Åに、
また、軽元素膜２４の厚さｄL2と重元素膜２５の厚さｄ
H2を図２の例と同等に設定し、これらの元素膜２２〜２
５により、５３Åの周期長ｄ1と５０Åの周期長ｄ2とを
交互に合計３０周期にわたって積み重ねた状態を構成し
ている。
【００５４】図５では、各元素膜２２〜２５を図２の例
と同一元素で形成し、軽元素膜２２の厚さｄL1を３５．
１Åに、重元素膜２３の厚さｄH1を１８．９Åに、ま
た、軽元素膜２４の厚さｄL2と重元素膜２５の厚さｄH2
を図２の例と同等に設定し、これらの元素膜２２〜２５
により、５４Åの周期長ｄ1と５０Åの周期長ｄ2とを交
互に合計３０周期にわたって積み重ねた状態を構成して
いる。
【００５５】図６では、各元素膜２２〜２５を図２の例
と同一元素で形成し、軽元素膜２２の厚さｄL1を３２．
４６７５Åに、重元素膜２３の厚さｄH1を１７．４８２
５Åに、また、軽元素膜２４の厚さｄL2と重元素膜２５
の厚さｄH2を図２の例と同等に設定し、これらの元素膜
２２〜２５により、４９．９５Åの周期長ｄ1と５０Å
の周期長ｄ2とを交互に合計３０周期にわたって積み重
ねた状態を構成している。
【００５６】図７では、各元素膜２２〜２５を図２の例
と同一元素で形成し、軽元素膜２２の厚さｄL1を３０．
５５Åに、重元素膜２３の厚さｄH1を１６．４５Åに、
また、軽元素膜２４の厚さｄL2と重元素膜２５の厚さｄ
H2を図２の例と同等に設定し、これらの元素膜２２〜２
５により、４７Åの周期長ｄ1と５０Åの周期長ｄ2とを
交互に合計３０周期にわたって積み重ねた状態を構成し
ている。
【００５７】図８（参考例）では、軽元素膜２２，２４
をモリブデンで形成し、重元素膜２３，２５を白金で形
成して、軽元素膜２２，２４の厚さｄL1，ｄL2を３２．
５Åに、重元素膜２３，２５の厚さｄH1，ｄH2を１７．
５Åに設定し、これらの元素膜２２〜２５により、それ
ぞれ５０Åの周期長ｄ1，ｄ2を合計３０周期にわたって
積み重ねた状態を構成している。
【００５８】図９（参考例）では、軽元素膜２２，２４
をルテニウムで形成し、重元素膜２３，２５を白金で形
成して、軽元素膜２２，２４の厚さｄL1，ｄL2を３２．
５Åに、重元素膜２３，２５の厚さｄH1，ｄH2を１７．
５Åに設定し、これらの元素膜２２〜２５により、それ
ぞれ５０Åの周期長ｄ1，ｄ2を合計３０周期にわたって
積み重ねた状態を構成している。
【００５９】図１０（参考例）では、軽元素膜２２，２
４を炭素で形成し、重元素膜２３，２５を白金で形成し
て、軽元素膜２２，２４の厚さｄL1，ｄL2を３２．５Å
に、重元素膜２３，２５の厚さｄH1，ｄH2を１７．５Å
に設定し、これらの元素膜２２〜２５により、それぞれ
５０Åの周期長ｄ1，ｄ2を合計３０周期にわたって積み
重ねた状態を構成している。
【００６０】以下、各元素膜２２〜２５の厚さｄL1，ｄ
H1，ｄL2，ｄH2により定まるブラッグ反射の周期長ｄ
1，ｄ2と多層膜ミラーＭによるＸ線の反射率σとの関係
について述べる。
【００６１】周期長ｄ1，ｄ2の双方を５０Åに設定して
いる図１０の参考例と、周期長ｄ1を５１Åに設定し且
つ周期長ｄ2を５０Åに設定した図２の例とを対比する
と、周期長ｄ1，ｄ2が相違している図２の例では、Ｘ線
の反射率σの高次ピーク（二次以上のピーク）が、図１
０の参考例に比べて低エネルギー側へ移動する。
【００６２】また、図２の例と、周期長ｄ1を５２Åに
設定し且つ周期長ｄ2を５０Åに設定した図３の例とを
対比すると、周期長ｄ1，ｄ2の差が図２の例よりも拡が
っている図３の例では、Ｘ線の反射率σの高次ピーク
が、図２の例に比べて低エネルギー側へ移動する。
【００６３】更に、周期長ｄ1を５３Åに設定し且つ周
期長ｄ2を５０Åに設定した図４の例、並びに周期長ｄ1
を５４Åに設定し且つ周期長ｄ2を５０Åに設定した図
５の例では、周期長ｄ1，ｄ2の差が拡がるほど、Ｘ線の
反射率σの高次ピークが、低エネルギー側へ移動する。
【００６４】従って、周期長ｄ1を一定値とし、周期長
ｄ2を周期長ｄ1よりも若干大きな値にすると、周期長ｄ
1，ｄ2の差に応じて、Ｘ線の反射率σの高次ピークが低
エネルギー側へ移動することになる。
【００６５】図１０の参考例と、周期長ｄ1を４９．９
５Åに設定し且つ周期長ｄ2を５０Åに設定した図６の
例を対比すると、周期長ｄ1，ｄ2が相違している図６の
例では、Ｘ線の反射率σの高次ピークが、図１０の参考
例に比べて高エネルギー側へ移動する。
【００６６】また、図６の例と、周期長ｄ1を４７Åに
設定し且つ周期長ｄ2を５０Åに設定した図７の例とを
対比すると、周期長ｄ1，ｄ2の差が図６の例よりも大き
くなっている図７の例では、Ｘ線の反射率σの高次ピー
クが、図６の例に比べて高エネルギー側へ移動する。
【００６７】従って、周期長ｄ2を一定値とし、周期長
ｄ1を周期長ｄ2よりも若干小さな値にすると、周期長ｄ
1，ｄ2の差に応じて、Ｘ線の反射率σの高次ピークが高
エネルギー側へ移動することになる。
【００６８】軽元素膜２２，２４にモリブデンを用い且
つ重元素膜２３，２５に白金を用いた図８の参考例と、
軽元素膜２２，２４にルテニウムを用い且つ重元素膜２
３，２５にモリブデンを用いた図９の参考例とを対比す
ると、図９の参考例では、２０ｋｅＶ付近に吸収端を有
するルテニウムを重元素膜２３，２５に用いているの
で、Ｘ線の反射率σの高次ピークの値が、図８の参考例
に比べて低下することになる。
【００６９】同様に、図８の参考例と、軽元素膜２２，
２４に炭素を用い且つ重元素膜２３，２５に白金を用い
た図１０の参考例とを対比すると、図１０の参考例で
は、２０ｋｅＶ付近に吸収端を有する白金を重元素膜２
３，２５に用いているので、Ｘ線の反射率σの高次ピー
クの値が、図８の参考例に比べて低下することになる。
【００７０】このように、図１に示す多層膜ミラーＭで
は、基板２１側から数えて奇数番目の軽元素膜２２及び
重元素膜２３の厚さｄL1，ｄH1の和により定まるブラッ
グ反射条件の周期長ｄ1と、基板２１側から数えて偶数
番目の軽元素膜２４及び重元素膜２５の厚さｄL2，ｄH2
の和により定まるブラッグ反射条件の周期長ｄ2とを相
違させ、Ｘ線の反射率σの高次ピークを高調波成分の２
０ｋｅＶのエネルギー帯域から外すので、Ｘ線（単色光
ビーム）に含まれている高調波成分を容易に除去するこ
とができる。
【００７１】また、エネルギーが２０ｋｅＶの高調波成
分を除去する場合、先に述べた全反射ミラー２０へのＸ
線（単色光ビーム）の入射角が７ｍｒａｄであるのに対
して、図１に示す多層膜ミラーＭにおいては、Ｘ線の入
射角が１２．２ｍｒａｄと、全反射ミラー２０の約２倍
弱になるので、多層膜ミラーＭの長さを全反射ミラー２
０の半分程度にできる。
【００７２】よって、多層膜ミラーＭが自重で変形する
ことがなく、Ｘ線の出射に方向誤差が生じない。
【００７３】図１４は本発明のＸ線分光器の一例であ
り、このＸ線分光器は、放射光ビームＳの光路の一側に
配置されたホルダ２６と、放射光ビームＳが下方から斜
入射し得るようにホルダ２６に取り付けた第１の多層膜
ミラーＭ１と、該第１の多層膜ミラーＭ１に対して略平
行に位置し且つ第１の多層膜ミラーＭ１による反射光が
入射し得るようにホルダ２６に取り付けた第２の多層膜
ミラーＭ２と、第１の多層膜ミラーＭ１による反射光に
光軸に対して交差する方向へ略水平に延び且つホルダ２
６に対して固着された揺動軸２７とを備えている。
【００７４】また、第１の多層膜ミラーＭ１及び第２の
多層膜ミラーＭ２は、図１の多層膜ミラーＭと同様に構
成されている。
【００７５】図１４に示すＸ線分光器では、揺動軸２７
を中心にホルダ２６を変位させ、Ｘ線の利用エネルギー
帯域に両多層膜ミラーＭ１，Ｍ２の反射率σの一次ピー
クが位置するように、多層膜ミラーＭ１，Ｍ２に対する
放射光ビームＳ及び単色光ビームＳ１の入射角を設定す
ると、放射光ビームＳが第１の多層膜ミラーＭ１に斜入
射し、該第１の多層膜ミラーＭ１から第２の多層膜ミラ
ーＭ２へ向かって単色光ビームＳ１が出射され、また、
単色光ビームＳ１が第２の多層膜ミラーＭ２に斜入射
し、該第２の多層膜ミラーＭ２から単色光ビームＳ１
が、放射光ビームＳに対して略平行に出射され、これに
より、単色光ビームＳ１に含まれている、高調波成分が
除去されることになる。
【００７６】なお、本発明の多層膜ミラー及びＸ線分光
器は上述した実施の形態のみに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え
得ることは勿論である。
【００７７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の多層膜ミラ
ー及びＸ線分光器によれば、下記のような種々の優れた
効果を奏し得る。
【００７８】（１）基板側から数えて奇数番目の積層に
おける軽元素膜及び重元素膜の厚さの和により定まるブ
ラッグ反射条件の周期長と、基板側から数えて偶数番目
の積層における軽元素膜及び重元素膜の厚さの和により
定まるブラッグ反射条件の周期長とを相違させ、Ｘ線の
反射率の高次ピークを高調波成分のエネルギー帯域から
外すので、Ｘ線に含まれている高調波成分を容易に除去
することができる。
【００７９】（２）多層膜ミラーへのＸ線の入射角が大
きくなって、多層膜ミラーの長さが全反射ミラーよりも
小さくなるので、多層膜ミラーに自重で変形することが
なく、Ｘ線の出射に方向誤差が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層膜ミラーの実施の形態の一例を示
す部分断面図である。
【図２】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラー
（周期長５１Å／５０Å）によるＸ線の反射率との関係
を示すグラフである。
【図３】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラー
（周期長５２Å／５０Å）によるＸ線の反射率との関係
を示すグラフである。
【図４】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラー
（周期長５３Å／５０Å）によるＸ線の反射率との関係
を示すグラフである。
【図５】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラー
（周期長５４Å／５０Å）によるＸ線の反射率との関係
を示すグラフである。
【図６】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラー
（周期長４９．９５Å／５０Å）によるＸ線の反射率と
の関係を示すグラフである。
【図７】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラー
（周期長４７Å／５０Å）によるＸ線の反射率との関係
を示すグラフである。
【図８】Ｘ線のエネルギーとモリブデン及び白金を用い
た多層膜ミラー（周期長５０Å）によるＸ線の反射率と
の関係を示すグラフである。
【図９】Ｘ線のエネルギーとルテニウム及び白金を用い
た多層膜ミラー（周期長５０Å）によるＸ線の反射率と
の関係を示すグラフである。
【図１０】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた多層膜ミラ
ー（周期長５０Å）によるＸ線の反射率との関係を示す
グラフである。
【図１１】Ｘ線のエネルギーと白金の吸収係数との関係
を示すグラフである。
【図１２】Ｘ線のエネルギーとモリブデンの吸収係数と
の関係を示すグラフである。
【図１３】Ｘ線のエネルギーとルテニウムの吸収係数と
の関係を示すグラフである。
【図１４】本発明のＸ線分光器の一例を示す概念図であ
る。
【図１５】従来のＸ線分光器の一例を示す概念図であ
る。
【図１６】Ｘ線の入射角と白金を用いた全反射ミラーに
対するＸ線の反射率との関係を示すグラフである。
【図１７】Ｘ線のエネルギーと白金を用いた全反射ミラ
ーによるＸ線の反射率との関係を示すグラフである。
【図１８】従来のＸ線分光器の他の例を示す概念図であ
る。
【図１９】図１８における第１の結晶体及び第２の結晶
体の位置を示す概念図である。
【図２０】放射光発生手段の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
２１ 基板 ２２ 軽元素膜 ２３ 重元素膜 ２４ 軽元素膜 ２５ 重元素膜 Ｍ１ 第１の多層膜ミラー Ｍ２ 第２の多層膜ミラー Ｓ 放射光ビーム Ｓ１ 単色光ビーム（反射光）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｋ 1/00 Ｇ２１Ｋ 1/00 Ｘ // Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｕ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板に多数の軽元素膜及び重元素膜を交
    互に積層するとともに、基板側から数えて奇数番目の積
    層における軽元素膜と偶数番目の積層における軽元素膜
    とを異なる厚さに設定し且つ基板側から数えて奇数番目
    の積層における重元素膜と偶数番目の積層における重元
    素膜とを異なる厚さに設定したことを特徴とする多層膜
    ミラー。
  2. 【請求項２】 基板に多数の軽元素膜及び重元素膜を交
    互に積層するとともに、基板側から数えて奇数番目の積
    層における軽元素膜と偶数番目の積層における軽元素膜
    とを異なる厚さに設定し且つ基板側から数えて奇数番目
    の積層における重元素膜と偶数番目の積層における重元
    素膜とを異なる厚さに設定した第１の多層膜ミラー並び
    に第２の多層膜ミラーを備え、放射光ビームが第１の多
    層膜ミラーに斜入射し得られ且つ該第１の多層膜ミラー
    による反射光が第２の多層膜ミラーに斜入射し得るよう
    に、両多層膜ミラーを平行に配置したことを特徴とする
    Ｘ線分光器。
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