JP2007218605A - Device for observing back-reflection x-ray diffraction image - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、背面反射ラウエ(Laue)法や背面反射ピンホール法によりX線回折像を観察する、背面反射X線回折像観察装置に関する。 The present invention relates to a back reflection X-ray diffraction image observation apparatus that observes an X-ray diffraction image by a back reflection Laue method or a back reflection pinhole method.
従来、背面ラウエ(Laue)法あるいは背面ピンホール法(所謂、背面デバイ(Debye)法)は、試料をX線源と検出器との間のX線光路中に配置することなく、試料のX線回折像を観察することが出来ることから、単結晶材料の結晶方位決定に広く用いられている。また、背面反射ピンホール法は、多結晶材料の結晶粒度測定、集合組織の観察、更には、残留応力測定などに利用されている。例えば、以下の特許文献1には、背面ラウエ(Laue)法あるいは背面デバイ(Debye)法を、検出器にテレビジョンを使用したX線背面回折像観測装置が開示されている(従来技術1)。
Conventionally, the backside Laue method or the backside pinhole method (so-called backside Debye method) does not place the sample in the X-ray optical path between the X-ray source and the detector, but the X-ray of the sample. Since a line diffraction image can be observed, it is widely used for determining the crystal orientation of a single crystal material. The back reflection pinhole method is used for measuring the crystal grain size of polycrystalline materials, observing textures, and measuring residual stress. For example,
また、以下の特許文献2には、結晶の方位決定に用いられ、背面反射モードで動作するラウエシステムが開示されている。そのためのX線検出器は、例えば、アルゴンガスにクエンチングガスである二酸化炭素やメタンを混合させた混合ガスを満たした気密チャンバと、気密チャンバの内部に配置され、電子グリッドを形成する2次元ワイヤアレイを有した、所謂、マルチワイヤプロポーショナルカウンタ(MWPC:Multi-Wire Proportional Counter or Chamber)である。そして、気密チャンバ内のアルゴンガスは、回折ビームにより電離され、ガス増幅の過程を経て電子グリッドにより検出され、次いで、その処理のため、検出された情報が信号調整モジュールに送られる(従来技術2)。
上述した背面ラウエ(Laue)法あるいは背面デバイ(Debye)法は、X線フィルムに記録(検出)するという古典的方法であったが、近年においては、X線の検出手段として、例えば、イメージングプレートなど、検出感度が比較的高く、かつ、ディジタル画像が得られるメディアの出現により、これらの手法が復活している。特に、最近では、CCDというディジタル撮像素子が開発され、利用されつつある。 The above-described back surface Laue method or back surface Debye method is a classic method of recording (detecting) on an X-ray film, but in recent years, as an X-ray detection means, for example, an imaging plate These techniques have been revived with the advent of media with relatively high detection sensitivity and capable of obtaining digital images. In particular, recently, a digital image pickup device called CCD has been developed and used.
ところで、上述した従来技術、特に、従来技術1では、検出器として、試料からのX線像を撮像するためのテレビジョンカメラを使用しているが、しかしながら、その感度が十分ではなく、また、積分機能もなく、ダイナミックレンジが2桁に満たないものであった。かかる理由により、実際には、出力12kWの強力なX線源を用いても、良質の結晶の背面反射ラウエ像をやっと捕らえる能力が得られる程度であり、また、背面反射のデバイ環の観察もうたっているが、実際には観察は不能であった。
By the way, in the prior art mentioned above, especially the
即ち、上記従来技術1により知られる構造では、背面反射像を見るための鏡が邪魔をすることから、試料−蛍光板間の距離(Lc:カメラ長と呼ぶ)を十分小さく設定することが出来ない。そのため、通常、蛍光板の大きさは約100mmであるが、しかしながら、この機構では、当該Lcを50mm以下に近づけることはできない。更に、結晶に大きさがある場合には、遮光のための黒色紙に触れないよう、更に、試料を後退させなければならず、Lcが70mmにもなってしまい、そのため、蛍光板上に得られるラウエパターン中の斑点の数やその位置が十分に観察できないという欠点があった。
That is, in the structure known from the
加えて、X線の平行性を得るためのコリメータについても、蛍光板の前に突き出すことができない。これは、コリメータが蛍光板の前まで突き出すと、得られる映像にその影が生じてしまい、観察可能なラウエ斑点の数が更に減少することによる。そのため、上記特許文献1の第1図にもあるように、蛍光板の蛍光面より飛び出した構造にはなっていない。
In addition, a collimator for obtaining X-ray parallelism cannot be projected in front of the fluorescent screen. This is because when the collimator protrudes to the front of the fluorescent screen, the resulting image is shaded, and the number of observable Laue spots is further reduced. Therefore, as shown in FIG. 1 of
しかしながら、かかる構造では、他方、コリメータにおける2つのピンホール間の距離を十分長く取ることが出来ず、そのため、試料に投射するX線の発散角を十分小さくできないという欠点がある。なお、X線の発散角を十分小さくできないままラウエ像を撮像すると、ラウエ斑点に広がりが生じてしまい、鮮明なラウエパターンが得られなくなる。かかる欠点を改善しようとする場合、ピンホール間の距離を長く取る必要があるが、しかしながら、その場合、蛍光板上に得られるX線強度は、ただでさえ不足なのに、更にその強度が低下してしまう。 However, in such a structure, on the other hand, the distance between the two pinholes in the collimator cannot be made sufficiently long. Therefore, there is a drawback that the divergence angle of the X-ray projected onto the sample cannot be made sufficiently small. Note that if a Laue image is captured without sufficiently reducing the X-ray divergence angle, the Laue spots will spread and a clear Laue pattern cannot be obtained. In order to remedy such drawbacks, it is necessary to increase the distance between the pinholes. However, in that case, the X-ray intensity obtained on the fluorescent screen is not enough, but the intensity further decreases. End up.
更に、上述した従来技術2に開示されたラウエシステムでは、その構造・原理から、回折X線が、厚さをもった検出ガスを斜めに横切るため、検出位置が放射状に拡がりをもってしまい、そのため、ラウエ斑点をくっきり観察することが出来ず、得られる分解能が低いという問題点があった。
Furthermore, in the Laue system disclosed in the above-described
そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑み、カメラ長を短くし、もって、多くのラウエ斑点を観察することが可能であり、かつ、その分解能にも優れた、各種の単結晶材料の結晶方位を決定する装置として実用できる背面反射X線回折像観察装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, in view of the above-described problems in the prior art, various single crystals having a short camera length and capable of observing many Laue spots and having excellent resolution are also provided. It is an object of the present invention to provide a back reflection X-ray diffraction image observation apparatus that can be used as an apparatus for determining the crystal orientation of a material.
本発明によれば、上記の目的を達成するため、まず、X線源からのX線を試料に投射して得られる反射X線回折像を、その一部にX線回折像を可視光像に変換する蛍光板を備えた暗箱を介して、光検出手段に導いて背面反射X線回折像を観察する背面反射X線回折像観察装置であって、前記暗箱は、その一の面に、前記X線源からのX線を平行にして試料の表面に投射するコリメータを垂直に取り付け、かつ、当該一の面に対向する平行面には、前記試料からの反射X線によるX線回折像を光学像に変換する透過型の蛍光板を備え、更に、その内部には、前記透過型蛍光板上に形成された可視光像を前記暗箱のその他の面に取り付けた前記光検出手段に導くための鏡面を配置しており、前記コリメータは、前記X線源に近接した位置に配置された第1のピンホールと、前記鏡面に近接した位置に配置された第2のピンホールと、そして、前記蛍光板上に設けられた第3のピンホールとを備えた背面反射X線回折像観察装置が提供される。 According to the present invention, in order to achieve the above object, first, a reflected X-ray diffraction image obtained by projecting X-rays from an X-ray source onto a sample, and an X-ray diffraction image as a part of the visible X-ray diffraction image. A back-reflection X-ray diffraction image observation device for observing a back-reflection X-ray diffraction image by guiding it to a light detection means through a dark box equipped with a fluorescent plate to be converted to A collimator that projects the X-ray from the X-ray source in parallel to the surface of the sample is attached vertically, and an X-ray diffraction image of the reflected X-ray from the sample is displayed on the parallel surface facing the one surface. A transmissive fluorescent plate for converting to an optical image is provided, and a mirror surface for guiding a visible light image formed on the transmissive fluorescent plate to the light detecting means attached to the other surface of the dark box is provided therein. The collimator is placed in a position close to the X-ray source. Back reflection X-ray diffraction image observation comprising: a first pinhole, a second pinhole arranged at a position close to the mirror surface, and a third pinhole provided on the phosphor plate An apparatus is provided.
また、本発明では、前記に記載した背面反射X線回折像観察装置において、前記鏡面は、前記コリメータの投射X線に対して略45°の傾斜角度で配置されていることが好ましく、又は、前記コリメータの投射X線に対して45°より小さく、37°又はそれ以上の鋭角の傾斜角度で配置されていることが好ましい。 In the present invention, in the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus described above, the mirror surface is preferably arranged at an inclination angle of about 45 ° with respect to the projection X-ray of the collimator, or It is preferable that the collimator is arranged at an acute inclination angle of less than 45 ° and 37 ° or more with respect to the projected X-ray of the collimator.
また、本発明では、前記に記載した背面反射X線回折像観察装置において、前記光検出手段をCCD素子で構成し、更には、前記CCD素子は、冷却装置を備えていることが好ましい。加えて、前記に記載した背面反射X線回折像観察装置では、前記コリメータの第3のピンホールが、外部に延長された構造を備えていること、又は、更に、当該背面反射X線回折像観察装置の姿勢を、前記試料に対して変更するための装置に取り付けることが好ましい。 In the present invention, in the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus described above, it is preferable that the light detection means is constituted by a CCD element, and further, the CCD element is provided with a cooling device. In addition, in the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus described above, the third pinhole of the collimator has a structure extended to the outside, or further, the back reflection X-ray diffraction image It is preferable to attach to the apparatus for changing the attitude | position of an observation apparatus with respect to the said sample.
以上からも明らかなように、本発明によれば、カメラ長を短くし、もって、多くのラウエ斑点を観察することが可能であり、かつ、その分解能にも優れた背面反射X線回折像観察装置を提供することが可能となると言う、実用的にも優れた効果を発揮する。 As is clear from the above, according to the present invention, it is possible to observe a large number of Laue spots by shortening the camera length and to observe back reflection X-ray diffraction images with excellent resolution. It is possible to provide a device, and the practically excellent effect is exhibited.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
まず、添付の図1には、本発明の一実施の形態になる背面反射X線回折像観察装置が示されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
First, FIG. 1 attached herewith shows a back reflection X-ray diffraction image observation apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、図中の符号10は、X線の発生源であるX線管を示しており、このX線管10に隣接して、所謂、暗箱20が設けられており、そして、この暗箱20を構成する外周の一面(この例では、図の下面)には、検出部30が取り付けられ、背面反射X線回折像観察装置が構成されている。また、図中の符号40は、この背面反射X線回折像観察装置により、その結晶方位を測定する測定試料を示している。図からも明らかなように、この背面反射X線回折像観察装置によれば、試料をX線源と検出器との間のX線光路中に配置することなく、試料のX線回折像を観察することが出来る。
In FIG. 1,
上記X線管10と暗箱20との間には、第1のポンホールP1と第2のポンホールP2を備えたコリメータ15が取り付けられている。なお、このコリメータ15は、X線管10に隣接する面の中央部に配置されており、かつ、暗箱20内の空間に突き出して設けられ、その先端は、暗箱20の略中央付近に位置している。このコリメータ15は、暗箱20側に設けられたコリメータホルダ16で固定されており、当該コリメータ15の2つのピンホールP1、P2を結ぶ線上に上記X線源Sが位置するように、X線管10の位置が調整されている。
Between the
一方、上記暗箱20では、図からも明らかように、その内部空間内において、鏡面板が傾斜して設けられている。即ち、この鏡面板は、板状の鏡面支持体21と、当該鏡面支持体21の一方の面(即ち、上記コリメータ15が突き出した空間とは反対側の空間の面)に形成された金属の薄膜により鏡面22とから構成されており、鏡固定部23、23によって、暗箱内における対向線に沿って傾斜して固定されている(即ち、本例では、X線ビームに対して45°傾斜している)。
On the other hand, the
また、暗箱20の上記コリメータ15が取り付けられた面と反対側の対向面には、蛍光層支持体(板)24とその表面に形成された蛍光層25からなる蛍光板が設けられており、更に、当該蛍光板の外側には、遮光のため黒色紙や黒色カプトンなど遮光性の高分子膜からなる遮光体(板)26が張られている。そして、蛍光板と遮光体26の中央部には、第3のピンホールP3構成する部材27が設けられている。
In addition, a fluorescent plate comprising a fluorescent layer support (plate) 24 and a
なお、鏡面支持体21の一方の面に形成され、反射に用いる鏡面板は、例えば、ガラス等のスムース(平滑)で平坦な支持体21の表面上に、5000オングストローム程度の厚さで、アルミニウム(Al)蒸着を施して鏡面22を形成したものである。この鏡面板は、暗箱20内に固定されると共に、X線の通路を確保するため、その中央部に、斜めの穴(開口部)Oが開けられている。なお、この鏡面板の配置は、45°に限られたものではない。
The mirror plate formed on one surface of the
また、上記の蛍光板は、透明のガラス又はアクリル製の支持体に、蛍光層が一定の厚さ(例えば、50μm程度)塗布されている。なお、この蛍光板は透過型蛍光板であり、X線ビームに対して垂直に配置される。また、蛍光板の中央にはX線取り出し用の円形の穴が開けられており、当該穴には第3のピンホール27がはめ込まれている。この第3のピンホールの中心は、上記コリメータ15の2つのピンホールP1、P2を結ぶ線上に来るように位置出しがなされている。
In the above fluorescent plate, a fluorescent layer is applied to a transparent glass or acrylic support with a certain thickness (for example, about 50 μm). This fluorescent plate is a transmissive fluorescent plate and is arranged perpendicular to the X-ray beam. A circular hole for extracting X-rays is formed in the center of the fluorescent plate, and a
また、上記暗箱20の下面には、例えば、円筒状の連結部28を介して検出部30が接続されており、当該連結部28の内部には、結像レンズ29が配置されている。一方、検出部30には、ラウエ像を検出するための検出素子として、CCD素子31が設けられており、また、当該CCD素子を冷却するための冷却装置35が設けられている。なお、この冷却装置35は、CCD素子31のダークカレント(暗電流)を抑制するためのものであり、例えば、ペルチェ素子などを利用した電子冷却、液体冷媒を利用したもの(液冷装置)、更には、フィン等を利用した空冷式のものなどを採用することができる。
In addition, a
続いて、以上にその構成を述べた背面反射X線回折像観察装置の動作について説明する。まず、X線管10のX線源Sより放射されたX線は、ダブルピンホールコリメータ15により平行化されて取り出され、更に、第3のピンホール27(P3)を通って、測定する試料の表面に投射される。このような構造では、X線の発散角は実質的に第1のピンホールP1と第3のピンホールP3及びそれらの間の距離で決まる。
Next, the operation of the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus whose configuration has been described above will be described. First, X-rays radiated from the X-ray source S of the
即ち、X線の発散角を十分小さくできる。なお、ダブルピンホールコリメータのコリメーション(即ち、コリメータ15の第1のピンホールP1と第2のピンホールP2)では十分でなくとも、上述した第3のピンホールP3により発散角を制限できるため、背面反射ラウエ法の時には、そのラウエ斑点がくっきり観察できるようになった。また、多結晶材料に適用される背面反射ピンホール法としての利用では、分解能良くデバイリング観察ができ、特に、Kα1,Kα2の特定X線の分離に十分な発散角を確保できるようになった。X線ビームの発散角を更に制限したい場合には、添付の図2に示すように、上記のピンホール、特に第3のピンホールP3を、遮光体(板)26を含む透過型蛍光板を突き抜けて外部に延長する構造にすることも出来る。また、更には、光が暗箱20の内部に漏れないように、この延長コリメータ27’の端面に遮光処理(即ち、黒色紙又は黒色カプトンなどの遮光体26を張る)をすること、即ち、上述した延長コリメータを用いると共に、その遮光処理を施すことが望ましい。なお、この図2中において、符号271は、上記延長コリメータ27部材’を蛍光板に固定する固定部を示している。
That is, the divergence angle of X-rays can be made sufficiently small. Note that even though the collimation of the double pinhole collimator (that is, the first pinhole P1 and the second pinhole P2 of the collimator 15) is not sufficient, the divergence angle can be limited by the third pinhole P3 described above. At the time of the reflection Laue method, the Laue spot can be clearly observed. In addition, when used as a back-reflection pinhole method applied to polycrystalline materials, Debye observation can be performed with high resolution, and in particular, a sufficient divergence angle can be secured for the separation of specific X-rays of Kα1 and Kα2. . When it is desired to further limit the divergence angle of the X-ray beam, as shown in the attached FIG. 2, the above-described pinhole, particularly the third pinhole P3, penetrates the transmission type fluorescent plate including the light shielding body (plate) 26. Can be extended to the outside. Furthermore, the end face of the
また、上述したように、蛍光板上に第3のピンホールP3を備えたコリメータによれば、その構造から明らかなように、当該蛍光板と鏡面板との間には何も無い(即ち、コリメータ15が突き出ていない)ことから、鏡面板により反射された光の光路を遮ることがない。そのため、その影が、レンズ29を介してCCD素子31上に得られる回折像(可視光像)に生じることもなく(なお、上記特許文献1の構造では、コリメータを延長すると、その影が生じる)、良好な回折像が得られることとなる。
Further, as described above, according to the collimator provided with the third pinhole P3 on the fluorescent plate, there is nothing between the fluorescent plate and the specular plate as apparent from the structure (that is, the collimator 15). Therefore, the optical path of the light reflected by the mirror plate is not blocked. Therefore, the shadow does not occur in the diffraction image (visible light image) obtained on the
次に、上記のように、コリメータ15と第3のピンホールP3から成るコリメーション機構で取り出されたX線は、上記蛍光板の蛍光層25より所定の距離におかれた試料上に照射され、当該試料によって生じた背面反射X線回折像を、上記蛍光板の蛍光層25により投影することになる。そして、この背面反射X線回折像は、上記蛍光板の蛍光層25で微弱な可視光(可視光像)に変換される。更に、この可視光に変換された背面反射によるX線回折像(可視光像)は、当該蛍光板とは互いに鋭角に、例えば45°に配置された上記鏡(鏡面22)によって反射された後、レンズ29によりCCD素子31の有感面上に結像され(図中の破線を参照)、もって、電気信号に変換され、図示しない画像処理装置によりディジタル画像が得られる。
Next, as described above, the X-rays extracted by the collimation mechanism including the
また、上記の検出器としてのCCD素子31には、特に高感度の背面照射型CCDを用いることが好ましく、更には、例えば、ペルチェ効果を利用した電子冷却により−50℃程度の低温に保持されている。このようにすることにより、暗電流を抑え、長時間の露光時間を可能にしている。より詳細には、このCCD素子の駆動はフルフレームトランスファ方式であり、その画素数は512×512pixel程度であり、画像蓄積後の読み取りには、約5秒程度の時間がかかる。なお、ここでは図示ないが、上記レンズ29とCCD素子31との間には、メカニカルシャッタが配置されており、もって、画像蓄積時は当該シャッタを開け、読み取りの時には、光がCCD素子31に入らないように閉じるようになっている。得られる画像はディジタル画像で、ダイナミックレンジも104程度であり、強度計測には十分である。また、冷却装置を備えたCCD素子31によれば、1時間以上の露出にも対応でき、特に、コリメータを絞った微小域回折にも道を開くことが可能である。
Further, it is preferable to use a particularly sensitive back-illuminated CCD as the
加えて、上記の検出器として、上述したCCD素子31を採用することによれば、背面反射X線回折像の観察が、容易に、ディジタル画像で得られることとなる。即ち、ディジタル画像であるから、強度プロファイルを容易に取得することが出来るようになった。そのため、従来の写真法やイメージングプレート(IP)のような手作業(現像処理など)が不要となり、例えば、CPUなどによる画像処理操作でよく、これにより、古典的手法である背面反射ラウエ法、背面反射ピンホール法の適用を自動化することが可能となる。
In addition, by employing the
そして、上述した構成の背面反射X線回折像観察装置では、図1からも明らかなように、試料−蛍光板間の距離(Lc:カメラ長)は、試料40と上記第3のピンホールP3との間の距離であり、何らの制限もなく、自由に変えることが可能であり、即ち、必要に応じ、可能な限り(最低:0mmまで)カメラ長を短くすることが可能となる。これにより、蛍光板上に得られるラウエパターン中の斑点の数やその位置を、十分にかつ正確に、観察することが可能となり、各種の単結晶材料の結晶方位を決定する装置として実用できる装置の実現を可能にする。
In the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus having the above-described configuration, as is apparent from FIG. 1, the distance between the sample and the fluorescent plate (Lc: camera length) is the same as that of the
ここで、添付の図3には、上記に説明した背面反射X線回折像観察装置を、残留応力測定装置に適用した例を示している。即ち、背面反射X線回折像観察装置100は、試料40に隣接した配置された試料の姿勢(ここでは、回転位置の例を示すが、その他、並進位置も可能)を遠隔で変えるための姿勢制御装置200の回転軸210に取り付けられた、所謂、回転自在なアーム250の先端部に取り付けられている。これにより、上記試料40の表面に対して所望の角度でX線の入射角を設定して、その反射回折X線により、その残留応力を測定することが可能になっている。
Here, FIG. 3 attached here shows an example in which the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus described above is applied to a residual stress measurement apparatus. That is, the back reflection X-ray diffraction
そして、上記に説明した装置の構成によれば、試料の姿勢を変える場合、観察装置の試料に最も近接して対向する面には、X線ビームに対して垂直に透過型蛍光板(蛍光層支持体24と蛍光層25)が配置されていることから、試料と蛍光板の間に邪魔なものは一切無く、そのため、カメラ長を自由に設定することが出来る。即ち、背面反射ラウエ法の時は、カメラ長を短くして十分多くのラウエ斑点を観察することが可能となる。加えて、試料の姿勢(回転位置、並進位置)を遠隔で変えても、暗箱と試料とが干渉すること(具体的には、遮光のための遮光体(板)26である黒色紙又は黒色カプトンを破ってしまうという心配)が無い。(なお、上述した特許文献1の構造では、黒色紙だけでなく鏡を壊す恐れもある。)
According to the configuration of the apparatus described above, when changing the orientation of the sample, the surface of the observation apparatus that is closest to the sample is opposed to the transmission fluorescent plate (fluorescent layer support) perpendicular to the X-ray beam. Since the
なお、当該背面反射X線回折像観察装置の他の応用としては、単結晶の結晶方位測定・結晶方位軸立ての他にも多結晶の結晶状態の観察、すなわち、配向評価、結晶粒度観察、残留応力測定にも利用することが可能である。なお、この図3中においても、上記図1と同じ符号は、上記と同様の構成を示しており、ここでは、上記第3のピンホールP3の先端を更に延長した例が示されている。 In addition, as another application of the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus, in addition to the crystal orientation measurement / crystal orientation alignment of the single crystal, observation of the crystal state of the polycrystal, that is, orientation evaluation, crystal grain size observation, It can also be used for residual stress measurement. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same configuration as described above, and here, an example in which the tip of the third pinhole P3 is further extended is shown.
また、上述した実施の形態では、鏡面板は、暗箱20内において、X線ビーム(又は、蛍光板)に対して45°に傾斜して配置された例を示してが、この傾斜角度はこれに限定されることなく、添付の図4にも示すように、レンズの口径を考慮した光路(図中の、破線を参照)を遮らない範囲でより鋭角にすることができる。なお、この実施の形態では、鏡面板がX線ビームに対してなす傾斜角は、37°程度まで設定が可能であり、これによれば、暗箱20の厚さを薄くすることができ、同時に、その強度を向上する効果が得られることとなる。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the mirror plate is disposed at an angle of 45 ° with respect to the X-ray beam (or fluorescent plate) in the
以上の構成によれば、上述した実施の形態からも明らかなように、(1)カメラ長を自由に設定することが可能であり、試料に対して観察装置の姿勢を変更する際にも、従来技術のような障害はなく、もって、十分に多くの数のラウエ斑点を、高分解能でくっきりと観察することが出来る。 According to the above configuration, as is clear from the above-described embodiment, (1) it is possible to freely set the camera length, and also when changing the orientation of the observation apparatus with respect to the sample, There is no obstacle as in the prior art, and a sufficiently large number of Laue spots can be clearly observed with high resolution.
なお、以上に詳細に説明した背面反射X線回折像観察装置によれば、実用になる背面反射X線回折像が得られるようになった。その一例として、添付の図5は、本実施の形態になる背面反射X線回折像観察装置により得られた背面反射ラウエ像の撮影例を示す。なお、ここで試料は、Si結晶であり、カメラ長は約35mmである。また、X線源は2kWの封入X線管を使用し、10秒の露出時間で、鮮明な背面反射ラウエ像が得られた。 In addition, according to the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus described in detail above, a practical back reflection X-ray diffraction image can be obtained. As an example, FIG. 5 attached herewith shows an example of photographing a back reflection Laue image obtained by the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus according to the present embodiment. Here, the sample is a Si crystal, and the camera length is about 35 mm. Further, a 2 kW sealed X-ray tube was used as the X-ray source, and a clear back reflection Laue image was obtained with an exposure time of 10 seconds.
なお、この図5において、図5(a)は、方位調整を行う前において、上記装置により得られたラウエ像であり、図5(b)は、φ回転で面内方位を調整した状態でのラウエ像である。更に、図5(c)は、χ回転(あおり)で[110]晶帯を赤道面に一致された状態でのラウエ像であり、そして、図5(d)は、更に、ω回転で(100)にX線が垂直に入射し、4回回転対象パターンが得られ状態でのラウエ像が示されている。即ち、十分多くのラウエ斑点が観察でき、φ,χ,ωの直交する3軸の周りの回転操作で、本発明になる背面反射X線回折像観察装置により、結晶軸の軸立て操作をも容易に行なうことが出来ることが、明らかであろう。 In FIG. 5, FIG. 5 (a) is a Laue image obtained by the above apparatus before the orientation adjustment, and FIG. 5 (b) is a state in which the in-plane orientation is adjusted by φ rotation. The Laue statue. Further, FIG. 5 (c) is a Laue image in a state where the [110] crystal zone is coincident with the equator plane by χ rotation (tilt), and FIG. 100) shows a Laue image in a state in which X-rays are vertically incident and a pattern to be rotated four times is obtained. That is, a sufficiently large number of Laue spots can be observed, and the rotation of the three axes orthogonal to φ, χ, ω can be rotated, and the back-reflection X-ray diffraction image observation apparatus according to the present invention can be used to rotate the crystal axis. It will be clear that this can be done easily.
10…X線管
15…コリメータ
20…暗箱
21…鏡面支持体
22…鏡面
24…蛍光層支持体(板)
25…蛍光層
26…遮光体(板)
27、27’…コリメータ部材
P1…第1のピンホール
P2…第2のピンホール
P3(27、27’)…第3のピンホール
O…斜めの穴(開口部)
30…検出部
31…CCD素子
35…冷却装置
DESCRIPTION OF
25 ...
27, 27 '... collimator member P1 ... first pinhole P2 ... second pinhole P3 (27, 27') ... third pinhole O ... oblique hole (opening)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記暗箱は、その一の面に、前記X線源からのX線を平行にして試料の表面に投射するコリメータを垂直に取り付け、かつ、当該一の面に対向する平行面には、前記試料からの反射X線によるX線回折像を光学像に変換する透過型の蛍光板を備え、更に、その内部には、前記透過型蛍光板上に形成された可視光像を前記暗箱のその他の面に取り付けた前記光検出手段に導くための鏡面を配置しており、
前記コリメータは、前記X線源に近接した位置に配置された第1のピンホールと、前記鏡面に近接した位置に配置された第2のピンホールと、そして、前記蛍光板上に設けられた第3のピンホールとを備えていることを特徴とする背面反射X線回折像観察装置。 A reflected X-ray diffraction image obtained by projecting X-rays from an X-ray source onto a sample is passed through a dark box having a fluorescent plate for converting the X-ray diffraction image into a visible light image in a part of the reflected X-ray diffraction image. A back reflection X-ray diffraction image observation apparatus for guiding and observing a back reflection X-ray diffraction image,
The dark box is vertically attached with a collimator that projects X-rays from the X-ray source parallel to the surface of the sample and projects the sample onto the surface of the dark box. A transmissive fluorescent plate for converting an X-ray diffraction image by reflected X-rays from the light into an optical image, and further, a visible light image formed on the transmissive fluorescent plate is provided on the other surface of the dark box. A mirror surface for guiding to the attached light detection means is arranged,
The collimator includes a first pinhole disposed at a position close to the X-ray source, a second pinhole disposed at a position close to the mirror surface, and a first pinhole provided on the fluorescent plate. 3. A back reflection X-ray diffraction image observation apparatus, comprising: 3 pinholes.
The back reflection X-ray diffraction image observation apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising an apparatus for changing the posture of the back reflection X-ray diffraction image observation apparatus with respect to the sample. A back reflection X-ray diffraction image observing apparatus characterized by being attached.
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