JP2005276606A - 軟ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の第１の目的は、軟Ｘ線の発生強度のばらつきを低下させることである。本発明の第２の目的は、取り出せる軟Ｘ線強度を向上させることである。
【解決手段】 ガス導入口５１から、プラズマ生成用のガス６を、ガス溜まり１４に送る。供給されたガス６は、供給圧力によって、多孔質の内筒部１３を透過して、放電管１の内部に供給される。これにより、ガス６を、放電管１の内部（プラズマ生成部分）にほぼ均一な流量で供給することができる。供給されたガス６の密度は空間的にほぼ一様となるので、発生する軟Ｘ線の再現性が向上する。
さらに、ガス６を、放電管１の内筒部１３を介して、放電管１の内部（プラズマ生成部分）に供給しているので、Ｘ線取り出し部９の近傍に拡散するガス６の量を、従来に較べて減少させることができる。これにより、外部に取り出せる軟Ｘ線８の強度を向上させることができる。
【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、円筒状の放電管１が真空容器２中に配置されている。また、この装置では、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の二つの電極４へ印加して、二つの電極４の間に放電を生じさせる。また、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、ガス導入口５からの距離に応じて、放電管１の内部におけるガス密度の空間分布が変動する。すなわち、ガス密度の空間分布が、放電管１の内部で不均一となる。

すると、プラズマ７において流体不安定性が成長し、再現性よく軟Ｘ線８が発生しない。すなわち、空間的または時間的に、軟Ｘ線の発生強度がばらついてしまうという問題がある。

また、従来の方法では、ガス導入口５から真空容器２の内部へ導入したガス６のうち、Ｘ線取り出し部９付近へ拡散したガスが、軟Ｘ線８を吸収し、取り出せる軟Ｘ線強度が低下してしまうという問題もある。

本発明は、前記の状況に鑑みてなされたものである。本発明の第１の目的は、軟Ｘ線の発生強度のばらつきを低下させることができる軟Ｘ線発生装置を提供することである。本発明の第２の目的は、取り出せる軟Ｘ線強度を向上させることができる軟Ｘ線発生装置を提供することである。

本発明に係る軟Ｘ線発生装置は、放電管と、電極と、電源と、ガス流路とを備えている。前記放電管は、略筒状の内面を有している。前記略筒状の内面における軸方向の両端は開口されている。さらに、前記放電管は、前記内面の少なくとも一部を構成する内壁部を備えている。前記内壁部は、多孔質材料により構成されている。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、前記放電管の内面またはその近傍に、前記内面の軸方向において離間して配置されている。前記内壁部は、前記第１電極部と第２電極部との間に配置されている。前記電源は、前記第１電極部と第２電極部との間における放電を発生させる構成となっている。前記ガス流路は、プラズマ発生用のガスを前記内壁部の背面側に供給することにより、前記ガスを前記内壁部の内面側に送り出す構成となっている。

前記内壁部を、前記放電管の内面と同軸の筒状に構成してもよい。

前記放電管の内部であって、かつ、前記内壁部の背面に面する位置に、前記ガス流路自体よりも広い面積で前記背面に前記ガスを供給するガス溜まりを形成してもよい。前記ガス流路は、前記ガス溜まりに前記ガスを供給する構成となっている。

前記放電管の内部であって、かつ、前記内壁部の背面に面する位置に、前記筒状に構成された内壁部の背面のほぼ全体を覆う、略筒状のガス溜まりを形成してもよい。前記ガス流路は、前記ガス溜まりに前記ガスを供給する構成となっている。

本発明によれば、放電管内のガス密度の空間分布を従来よりも均一化することにより、軟Ｘ線の発生強度のばらつきを低下させることができる。また、本発明によれば、Ｘ線取り出し部付近へのガスの拡散を低減させることにより、取り出せる軟Ｘ線強度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る軟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。

本実施形態の発生装置は、放電管１と、真空容器２と、高電圧発生装置（電源）３と、電極４と、ガス流路１０とを主要な構成として備えている。

真空容器２は、ガス導入口５１と軟Ｘ線取り出し部９とを有している。ガス導入口５１には、高圧ガス源（図示せず）が接続されている。これにより、ガス導入口５１は、プラズマ生成用のガスを真空容器２の内部に高圧で送り込めるようになっている。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。真空装置２の内部の真空度は、軟Ｘ線８を取り出せる程度に設定されていればよい。

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、軟Ｘ線８を取得して利用するための軟Ｘ線光学系（図示せず）が配置されている。

放電管１は、真空容器２の内部に配置されている。放電管１は、全体として円筒状に形成されており、略筒状の内面１１を有している。また、略筒状の内面１１における軸方向（図２中左右方向）の両端は開口されている。

放電管１は、いずれも円筒状に形成された外筒部１２と内筒部１３とガス溜まり１４とを備えている。

外筒部１２は、略円筒状に構成されている。外筒部１２は、ガス導入口５１からのガス６をガス溜まり１４に導く連通孔１５を有している。連通孔１５は、この実施形態では、外筒部１２の径方向に沿って形成されている。連通孔１５には、前記したガス導入口５１が接続されている。連通孔１５とガス導入口５１により、本実施形態におけるガス流路１０が構成されている。

ガス溜まり１４は、外筒部１２と内筒部１３との間に形成されている。これにより、ガス溜まり１４は、放電管１の内部に形成されたものとなっている。また、ガス溜まり１４は、ガス流路１０に接続されている。ガス溜まり１４は、内筒部１３の背面のほぼ全体に面している。すなわち、ガス溜まり１４は、ほぼ円筒状の空間により構成されている。ガス溜まり１４は、ガス流路１０自体を内筒部１３の背面に面して配置するよりも広い面積で、ガス６を内筒部１３の背面に供給するようになっている。

内筒部１３は、本発明における内壁部に相当するものである。内筒部１３は、放電管１の内面１１の一部を構成している。内筒部１３は、多孔質材料により構成されている。こにより、内筒部１３の背面側に供給されたガス６を内面側に供給できるようになっている。このような目的で利用できる多孔質材料としては、例えば、アルミナ（Al₂O₃）製の焼結セラミクスを用いることができる。焼結温度、時間を調整することにより、形成される穴の特性を制御することができる。もちろん、焼結セラミクス以外の多孔質材料を用いることも可能である。内筒部１３は、放電管１の内面１１と同軸の筒状に構成されている。

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１１における両端に、内面１１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。これにより、内筒部１３は、第１電極部４１と第２電極部４２との間に配置されたものとなっている。この実施形態では、内筒部１３の両端部は、第１電極部４１と第２電極部４２とにそれぞれ接しているが、必ずしも接している必要はない。

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ようになっている。

つぎに、本実施形態に係る装置の動作について説明する。この装置においては、ガス導入口５１から、プラズマ生成用のガス６を、真空容器２の内部に高圧で導入する。導入されたガス６は、連通孔１５を通ってガス溜まり１４に送られる。ガス溜まり１４に供給されたガス６は、供給圧力によって、多孔質の内筒部１３を透過して、放電管１の内部に供給される。ガス溜まり１４に溜まったガスから内筒部１３の背面への圧力は、内筒部１３での透過抵抗がある程度高ければ、場所に依らずほぼ一定となる。

したがって、本実施形態の装置によれば、ガス６を、放電管１の内部（プラズマ生成部分）にほぼ均一な流量で供給することができる。

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７が生成し、このプラズマ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へ向けて進み、軟Ｘ線光学系（図示せず）に照射される。

本実施形態では、ガス６を、放電管１の内部（プラズマ生成部分）にほぼ均一な流量で供給しているので、この内部におけるガス６の密度が空間的にほぼ一様となる。すると、発生するプラズマ７の流体不安定性が成長しにくいという利点がある。したがって、本実施形態では、発生する軟Ｘ線の空間的ないし時間的な安定性が向上し、軟Ｘ線の再現性が向上するという利点がある。

さらに、本実施形態では、ガス６を、放電管１の両端からでなく、放電管１の内筒部１３の背面側からその内部に供給しているので、Ｘ線取り出し部９の近傍に拡散するガス６の量を、従来に較べて減少させることが容易となる。したがって、ガス６により吸収される軟Ｘ線８の量が減少し、外部に取り出せる軟Ｘ線８の強度を向上させることができるという利点がある。

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。要するに、電極部の間で放電できればよい。

また、前記実施形態では、多孔質の内壁部を筒状としたが、これには限らない。たとえば、複数の板状の内壁部を、放電管１の内面１１における複数箇所に配置し、各内壁部の背面に、一つまたは複数のガス溜まりからガス６を供給しても良い。要は、放電管１の内部（プラズマ生成部分）に、実質的にほぼ均一にガス６を供給できればよい。

さらに、前記実施形態では、ガス溜まり１４を設けているが、これは必須ではない。ガス流路１０の形状や配置、および、多孔質の内壁部の形状や配置により、放電管１の内部（プラズマ生成部分）に、実質的にほぼ均一にガス６を供給できるのであれば、ガス溜まり１４を省略しても良い。

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。 本発明の一実施形態に係る軟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
１１ 内面
１２ 外筒部
１３ 内筒部
１４ ガス溜まり
１５ 連通孔
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
５・５１ 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 ガス流路

Claims (4)

1. 放電管と、電極と、電源と、ガス流路とを備えており、
   前記放電管は、略筒状の内面を有しており、
   前記略筒状の内面における軸方向の両端は開口されており、
   さらに、前記放電管は、前記内面の少なくとも一部を構成する内壁部を備えており、
   前記内壁部は、多孔質材料により構成されており、
   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、前記放電管の内面またはその近傍に、前記内面の軸方向において離間して配置されており、
   前記内壁部は、前記第１電極部と第２電極部との間に配置されており、
   前記電源は、前記第１電極部と第２電極部との間における放電を発生させる構成となっており、
   前記ガス流路は、プラズマ発生用のガスを前記内壁部の背面側に供給することにより、前記ガスを前記内壁部の内面側に送り出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. 前記内壁部は、前記放電管の内面と同軸の筒状に構成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. 前記放電管の内部であって、かつ、前記内壁部の背面に面する位置には、前記ガス流路自体よりも広い面積で前記背面に前記ガスを供給するガス溜まりが形成されており、前記ガス流路は、前記ガス溜まりに前記ガスを供給する構成となっ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. 前記放電管の内部であって、かつ、前記内壁部の背面に面する位置には、前記筒状に構成された内壁部の背面のほぼ全体を覆う、略筒状のガス溜まりが形成されており、前記ガス流路は、前記ガス溜まりに前記ガスを供給する構成となっていることを特徴とする請求項２に記載の軟Ｘ線発生装置。
   

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