JP2005276605A - 軟ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、デブリスが軟Ｘ線取り出し部へ向かって飛翔することを防ぐことにより、取り出せる軟Ｘ線の強度を保つことが可能な軟Ｘ線発生装置を提供するものである。
【解決手段】 第１電極部４１と第２電極部４２との間を流れる電流により、放電管１の内部に磁束を発生する。放電管１の内面１００にテーパ面１０１を形成しているので、広口部１０２から狭口部１０３にかけて、徐々に磁束密度の大きさが大きくなる。これにより、プラズマ７を、狭口部１０３から広口部１０２に向けて、磁束の力によって送り出すことができる。このため、プラズマ７から生成したデブリス１０も、広口部１０２に向けて進む。
したがって、デブリス１０が軟Ｘ線取り出し部９に向けて進むことを防止することができる。すると、デブリス１０が軟Ｘ線光学系１１に付着することを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、軟Ｘ線発生装置に関するものである。

従来の軟Ｘ線発生装置の概要を、図１を用いて説明する。この装置では、放電管１が真空容器２中に配置されている。高電圧発生装置（電源）３により発生させた高電圧を放電管１の電極４へ印加する。これと同期させて、ガス導入口５よりガス６を放電管内に導入する。これによりプラズマ７が生成し、プラズマ７から軟Ｘ線８が発生する。発生した軟Ｘ線８は、軟Ｘ線取り出し部９へ向かって進む。

しかしながら、この方法では、デブリス１０がプラズマ７より発生し、軟Ｘ線取り出し部９へ向かって飛翔する。すると、軟Ｘ線光学系１１が、デブリス１０の付着により汚染され、取り出せる軟Ｘ線の強度が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、デブリスが軟Ｘ線取り出し部へ向かって飛翔することを防ぐことにより、取り出せる軟Ｘ線の強度を保つことが可能な軟Ｘ線発生装置を提供することを目的とする。

本発明に係る軟Ｘ線発生装置は、真空容器と、放電管と、電極と、電源とを備えている。前記真空容器は、軟Ｘ線取り出し部を有している。前記放電管は、略筒状の内面を有している。前記内面には、前記内面の軸方向に沿う縦断面において傾斜するテーパ面が形成されている。前記テーパ面の一端には、径の大きい広口部が形成されている。前記テーパ面の他端には、径の小さい狭口部が形成されている。前記広口部は、前記軟Ｘ線取り出し部とはほぼ反対側を向く位置に配置されている。前記電極は、第１電極部と第２電極部とを備えている。前記第１電極部と第２電極部は、前記テーパ面の軸方向において離間して配置されている。前記電源は、前記第１電極部と第２電極部との間に電流を流す構成となっている。

前記第１電極部を、前記広口部の近傍に配置し、前記第２電極部を、前記狭口部の近傍に配置しても良い。

前記狭口部を、前記軟Ｘ線取り出し部に向けて配置してもよい。

前記テーパ面を、横断面略円形状に形成してもよい。

前記真空容器が、プラズマ生成用のガスを導入するためのガス導入口を備えていてもよい。

前記第１および第２電極部を、環状に形成し、かつ、前記内面とほぼ同軸となる位置に配置してもよい。

前記電極が、さらに第３電極部を備えていてもよい。前記第３電極部は、前記第１電極部と前記第２電極部の間に配置される。前記電源は、前記第３電極部と前記第１電極部および第２電極部との間に電流を流す。

本発明によれば、デブリスが軟Ｘ線取り出し部へ向かって飛翔することを防ぐことにより、取り出せる軟Ｘ線の強度を保つことが可能な軟Ｘ線発生装置を提供することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る軟Ｘ線発生装置を、図２を参照しながら説明する。なお、本実施形態の説明においては、従来の装置と基本的に共通する構成については、同一符号を付して説明を簡略化する。

本実施形態の軟Ｘ線発生装置は、真空容器２と放電管１と電極４と高電圧発生装置（電源）３とを備えている。この基本的な構成は、従来の装置と同様である。

真空容器２は、ガス導入口５と軟Ｘ線取り出し部９とを有している。ガス導入口５は、プラズマ生成用のガスを真空容器２の内部に取り込むためのものである。プラズマ生成用のガスとしては、例えば、ヘリウム、アルゴン、クリプトンなどの不活性ガスであるが、これらには限定されない。

軟Ｘ線取り出し口９は、真空容器２の側面に設けられた開口により構成されている。軟Ｘ線取り出し口９の外側には、従来と同様に、軟Ｘ線を取得して利用するための軟Ｘ線光学系１１が配置されている。

放電管１は、略筒状の内面１００を有している。内面１００には、内面１００の軸方向（図２中左右方向）に沿う縦断面において傾斜するテーパ面１０１が形成されている。ただし、この実施形態では、内面１００の全体がテーパ面１０１となっている。テーパ面１０１は、横断面円形に形成されている。放電管１全体、あるいは、その内面１００は、後述する第１電極部４１と第２電極部４２との間の通電を可能にする導電性の材料により構成されている。ただし、導電度は、必ずしも高くなくとも良い。

テーパ面（内面）１０１の一端には、径の大きい広口部１０２が形成されている。テーパ面１０１の他端には、径の小さい狭口部１０３が形成されている。広口部１０２は、軟Ｘ線取り出し部９とはほぼ反対側を向く位置に配置されている。狭口部１０３は、軟Ｘ線取り出し部９に向けて配置されている。

電極４は、第１電極部４１と第２電極部４２とを備えている。第１電極部４１と第２電極部４２は、放電管１の内面１００の軸方向（図２中左右方向）において離間して配置されている。第１および第２の電極部４１および４２は、いずれも環状に形成されている。第１および第２の電極部４１および４２の軸心は、この実施形態では、内面１００の軸心とほぼ一致している。また、この実施形態では、第１の電極部４１は、広口部１０２側におけるテーパ面１０１の端部に配置され、第２の電極部４２は、狭口部１０３側におけるテーパ面１０１の端部に配置されている。

電源３は、第１電極部４１と第２電極部４２とに電気的に接続されており、これらの電極部に高電圧を印加する構成となっている。これにより、電源３は、放電管１の内部に放電を起こすとともに、内面１００を介して、第１電極部４１と第２電極部４２との間に電流を流す構成となっている。電源３が印加する電流としては、通常パルス電流であるが、直流電流を用いることも可能である。

つぎに、本実施形態に係る装置の動作について説明する。この装置においても、従来と同様に、ガス導入口５から、プラズマ生成用のガス６を、真空容器２の内部に導入する。一方、電源３から、第１電極部４１および第２電極部４２に高電圧を印加する。すると、電極部の間で放電を生じてプラズマが生成し、このプラズマから軟Ｘ線８が発生する。発生した軟Ｘ線８は、軟Ｘ線取り出し部９へ向けて進み、軟Ｘ線光学系１１に照射される。ここまでの動作は従来と同様である。

本実施形態では、第１電極部４１と第２電極部４２との間の内面１００を流れる電流により、放電管１の内部に磁束を発生する。この磁束の磁束密度は

と表記できる。ここでθは、放電管１の軸線回りの回転角である。この磁束密度の大きさ

は、放電管１の内面１００の径によって変わる。なぜなら、電流が流れる導体の距離により磁束密度の大きさが変わるからである。

この実施形態では、放電管１の内面１００にテーパ面１０１を形成しているので、広口部１０１から狭口部１０２にかけて、徐々に磁束密度の大きさが大きくなる。これにより、本実施形態では、図２に示されているように、プラズマ７を、狭口部１０３から広口部１０２に向けて、磁束の力によって、絞り出すように送り出すことができる。このため、プラズマ７から生成したデブリス１０も、広口部１０２に向けて進む。

したがって、本実施形態によれば、デブリス１０を広口部１０２に向けて送り出すことにより、デブリス１０が軟Ｘ線取り出し部９に向けて進むことを防止することができる。すると、デブリス１０が軟Ｘ線光学系１１に付着することを防止し、取り出せる軟Ｘ線の強度を保つことが可能となるという利点がある。

（第２実施形態）
つぎに、本発明の第２実施形態に係る軟Ｘ線発生装置を、図３に基づいて説明する。この実施形態では、電極４が、第３電極部４３をさらに備えている。第３電極部４３は、電源３に接続されている。この実施形態では、電源３は、第３電極部４３と第１電極部４１との間、および、第３電極部４３と第２電極部４２との間に電流が流れるように、これらに電圧を印加するようになっている。電流の向きは任意であるが、例えば、第３電極部４３から他の二つの電極部への電流であってもよく、また、これと逆向きの電流であってもよい。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、デブリス１０が軟Ｘ線取り出し部９に向けて進むことを防止し、取り出せる軟Ｘ線の強度を保つことが可能になる。

第２実施形態における他の構成および利点は、前記した第１実施形態と同様なので、同一符号を付して説明を簡略化する。

なお、本発明は、上記した実施形態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内において種々変更を加え得るものである。

例えば、前記各実施形態では、各電極部を電源に接続するものとしたが、一方の電極部を接地とし、残りの電極部のみを電源に接続しても良い。

また、前記各実施形態では、テーパ面１０１の横断面形状を略円形状としたが、楕円状、多角形状、四角形状、三角形状などの任意の形状でよい。

さらに、前記実施形態では、第１の電極部４１と第２の電極部４２とを、テーパ面１０１の両端部に配置したが、必ずしも両端部でなくてもよい。要するに、テーパ面１０１の軸方向への方向成分を持つ電流を流すことができる位置に配置すればよい。

また、前期実施形態では、放電管１の内面１００の全体をテーパ面１０１により構成したが、内面１００の一部のみをテーパ面１０１としてもよい。例えば、内面１００の両端部近傍を除く部分をテーパ面１０１とすることもできる。

従来の軟Ｘ線発生装置の概略的な構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る軟Ｘ線発生装置の概略的な構成を示す断面図である。 第２実施形態に係る軟Ｘ線発生装置の概略的な構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 放電管
１００ 内面
１０１ テーパ面
１０２ 広口部
１０３ 狭口部
２ 真空容器
３ 高電圧発生装置（電源）
４ 電極
４１ 第１電極部
４２ 第２電極部
４３ 第３電極部
５ ガス導入口
６ ガス
７ プラズマ
８ 軟Ｘ線
９ 軟Ｘ線取り出し部
１０ デブリス
１１ 軟Ｘ線光学系

Claims (7)

1. 真空容器と、放電管と、電極と、電源とを備えており、
   前記真空容器は、軟Ｘ線取り出し部を有しており、
   前記放電管は、略筒状の内面を有しており、前記内面には、前記内面の軸方向に沿う縦断面において傾斜するテーパ面が形成されており、前記テーパ面の一端には、径の大きい広口部が形成されており、前記テーパ面の他端には、径の小さい狭口部が形成されており、前記広口部は、前記軟Ｘ線取り出し部とはほぼ反対側を向く位置に配置されており、
   前記電極は、第１電極部と第２電極部とを備えており、前記第１電極部と第２電極部は、前記テーパ面の軸方向において離間して配置されており、
   前記電源は、前記第１電極部と第２電極部との間に電流を流す構成となっている
   ことを特徴とする軟Ｘ線発生装置。
2. 前記第１電極部は、前記広口部の近傍に配置されており、前記第２電極部は、前記狭口部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の軟Ｘ線発生装置。
3. 前記狭口部は、前記軟Ｘ線取り出し部に向けて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の軟Ｘ線発生装置。
4. 前記テーパ面は、横断面略円形に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軟Ｘ線発生装置。
5. 前記真空容器は、プラズマ生成用のガスを導入するためのガス導入口を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軟Ｘ線発生装置。
6. 前記第１および第２電極部は、環状に形成されており、かつ、前記内面とほぼ同軸となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の軟Ｘ線発生装置。
7. 前記電極は、さらに第３電極部を備えており、前記第３電極部は、前記第１電極部と前記第２電極部の間に配置されており、前記電源は、前記第３電極部と前記第１電極部および第２電極部との間に電流を流す構成となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の軟Ｘ線発生装置。
   
   

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