JP2013050334A - X-ray waveguide and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray waveguide which makes X-rays incident by resonance coupling and can highly efficiently introduce the X-rays.SOLUTION: The X-ray waveguide for introducing an X-ray by resonance coupling includes: an X-ray waveguide part which has a core and a clad and which shuts, in the core, the X-ray made incident by total reflection, to guide the X-ray; a reflected X-ray transmission region for transmitting a reflected X-ray having been reflected on a surface of the clad; an X-ray reflection part for reflecting the reflected X-ray having been transmitted, and making the reflected X-ray reach the surface of the clad once more; and a reflected X-ray outgoing prevention part for preventing the X-ray from outgoing from the reflected X-ray transmission region directly to the outside.

Description

本発明は、エックス線導波路およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an X-ray waveguide and a manufacturing method thereof.

エックス線は、医療、非破壊検査、結晶構造解析等の分野で広く利用されている。エックス線のような数10nm以下の短い波長の電磁波に対する異物質間の屈折率差は10−5以下程度と小さいため、このような電磁波をコントロールするためには、大型の空間光学系が主に用いられる。このような大型の空間光学系に対し、最近、光学系の小型化、高機能化を目指し、薄膜や多層膜中に電磁波を閉じ込めて伝播させる、エックス線導波路の研究が行われている。 X-rays are widely used in fields such as medical care, nondestructive inspection, and crystal structure analysis. Since the refractive index difference between different substances for electromagnetic waves with a short wavelength of several tens of nm or less such as X-rays is as small as 10 −5 or less, a large spatial optical system is mainly used to control such electromagnetic waves. It is done. Recently, X-ray waveguides that confine and propagate electromagnetic waves in a thin film or multilayer film have been studied with the aim of reducing the size and increasing the functionality of such a large spatial optical system.

このエックス線導波路へのエックス線の入射方法には、例えばフロントカップリング法や、共鳴カップリング法等のいくつかの方法がある。そして、導波路は、用いる入射方法に適応した構造に設計、製造され使用される。   As a method for injecting X-rays into the X-ray waveguide, there are several methods such as a front coupling method and a resonance coupling method. The waveguide is designed, manufactured and used in a structure adapted to the incident method used.

これらの入射方法のうち、共鳴カップリング法は、エックス線が導波路表面で全反射される条件において、その一部が、導波路中に導入される方法である。この共鳴カップリング法は、他の方法と比較して、導波するエックス線のモード選択性が高い。つまり、例えばエックス線のエネルギー、入射角度を変化させることにより、位相の揃ったエックス線を選択的に導波、出射することが比較的に容易であるという特徴を有する。非特許文献1には、共鳴カップリング法でエックス線を入射するエックス線導波路が開示されている。   Among these incident methods, the resonance coupling method is a method in which a part of the X-ray is introduced into the waveguide under the condition that the X-ray is totally reflected on the waveguide surface. This resonance coupling method has higher mode selectivity of guided X-rays than other methods. That is, for example, by changing the energy and incident angle of X-rays, it is relatively easy to selectively guide and emit X-rays having the same phase. Non-Patent Document 1 discloses an X-ray waveguide that receives X-rays by a resonance coupling method.

Physical Review B,Volume 62,16939(2000)Physical Review B, Volume 62, 16939 (2000)

共鳴カップリング法でエックス線を入射するエックス線導波路は、上述のような特長を有する。一方、その入射は、エックス線が導波路表面で全反射される条件において行われるために、大部分の入射エックス線は、導波路表面で反射されることとなる。そのため、入射エックス線の導入効率は十分でないために更なる改良が求められていた。   An X-ray waveguide that receives X-rays by the resonance coupling method has the above-described features. On the other hand, the incident is performed under the condition that the X-rays are totally reflected on the surface of the waveguide. Therefore, most of the incident X-rays are reflected on the surface of the waveguide. Therefore, since the introduction efficiency of the incident X-ray is not sufficient, further improvement has been demanded.

本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、共鳴カップリングによってエックス線を入射するエックス線導波路において、エックス線の導入効率の高いエックス線導波路およびその製造方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of such background art, and provides an X-ray waveguide having high X-ray introduction efficiency in an X-ray waveguide that receives X-rays by resonance coupling, and a method for manufacturing the same. .

上記の課題を解決するエックス線導波路は、共鳴カップリングによってエックス線を導入するエックス線導波路であって、エックス線を導波させるためのコアと、前記コアに前記エックス線を閉じ込めるためのクラッドからなり、前記コアと前記クラッドの界面での全反射の際に入射したエックス線を前記コアに閉じ込めてエックス線を導波するエックス線導波部位と、前記全反射によって前記クラッドの表面で反射した反射エックス線を透過する反射エックス線透過領域と、前記反射エックス線透過領域を透過した前記反射エックス線を反射して、再度クラッドの表面に前記反射エックス線を到達させるエックス線反射部位と、前記反射エックス線透過領域から直接外部へエックス線が出射するのを防止する反射エックス腺出射防止部位を有することを特徴とする。   An X-ray waveguide that solves the above problem is an X-ray waveguide that introduces X-rays by resonant coupling, and includes a core for guiding X-rays, and a clad for confining the X-rays in the core. An X-ray waveguide portion that guides the X-ray by confining the X-ray incident upon the total reflection at the interface between the core and the cladding, and a reflection that transmits the reflection X-ray reflected from the surface of the cladding by the total reflection. An X-ray transmission region, an X-ray reflection portion that reflects the reflection X-ray transmitted through the reflection X-ray transmission region, and makes the reflection X-ray reach the surface of the clad again, and an X-ray exits directly from the reflection X-ray transmission region. Reflex X gland emission prevention part to prevent Characterized in that it.

上記の課題を解決するエックス線導波路の製造方法は、上記のエックス線導波路の製造方法であって、エックス線導波部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位に隣接して反射エックス線透過領域を形成する工程と、前記エックス線導波部位および前記反射エックス線透過領域に隣接して反射エックス線出射防止部位を形成する工程と、前記反射エックス線透過領域に隣接してエックス線反射部位を形成する工程とを有することを特徴とする。   An X-ray waveguide manufacturing method that solves the above-described problems is a manufacturing method of the above-described X-ray waveguide, and a step of forming an X-ray waveguide portion and a reflection X-ray transmission region adjacent to the X-ray waveguide portion. A step of forming, a step of forming a reflection X-ray emission preventing portion adjacent to the X-ray waveguide portion and the reflection X-ray transmission region, and a step of forming an X-ray reflection portion adjacent to the reflection X-ray transmission region. It is characterized by that.

また、上記の課題を解決するエックス線導波路の製造方法は、上記のエックス線導波路の製造方法であって、エックス線導波部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位に隣接して反射エックス線出射防止部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位および前記反射エックス線出射防止部位に隣接して反射エックス線透過領域を形成する工程と、前記反射エックス線透過領域に隣接してエックス線反射部位を形成する工程とを有することを特徴とする。   Further, an X-ray waveguide manufacturing method for solving the above-described problems is the above-described X-ray waveguide manufacturing method, and a step of forming an X-ray waveguide portion, and a reflection X-ray emission adjacent to the X-ray waveguide portion. A step of forming a prevention site, a step of forming a reflection X-ray transmission region adjacent to the X-ray waveguide portion and the reflection X-ray emission prevention portion, and a step of forming an X-ray reflection portion adjacent to the reflection X-ray transmission region It is characterized by having.

本発明によれば、共鳴カップリングによってエックス線を入射するエックス線導波路において、エックス線の導入効率の高いエックス線導波路およびその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the X-ray waveguide which injects an X-ray by resonance coupling, an X-ray waveguide with high X-ray introduction efficiency and its manufacturing method can be provided.

本発明のエックス線導波路の一実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one embodiment of the X-ray waveguide of this invention. 本発明のエックス線導波路のエックス線導波部位を表す概略図である。It is the schematic showing the X-ray waveguide part of the X-ray waveguide of this invention. 導波モードの基本波が真空中で進行する有効伝搬角度を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the effective propagation angle which the fundamental wave of waveguide mode advances in a vacuum. 本発明のエックス線導波路の他の実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other embodiment of the X-ray waveguide of this invention. 実施例1のエックス線導波路の反射エックス線透過領域の厚さと、エックス線導入回数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thickness of the reflective X-ray transmissive area | region of the X-ray waveguide of Example 1, and the frequency | count of X-ray introduction. 実施例1のエックス線導波路のエックス線導入効率と、反射エックス線出射防止部位の位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the X-ray introduction | transduction efficiency of the X-ray waveguide of Example 1, and the position of a reflection X-ray emission prevention part.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明に係るエックス線導波路は、共鳴カップリングによってエックス線を導入するエックス線導波路であって、エックス線を導波させるためのコアと、前記コアに前記エックス線を閉じ込めるためのクラッドからなり、前記コアと前記クラッドの界面での全反射の際に入射したエックス線を前記コアに閉じ込めてエックス線を導波するエックス線導波部位と、前記全反射によって前記クラッドの表面で反射した反射エックス線を透過する反射エックス線透過領域と、前記反射エックス線透過領域を透過した前記反射エックス線を反射して、再度クラッドの表面に前記反射エックス線を到達させるエックス線反射部位と、前記反射エックス線透過領域から直接外部へエックス線が出射するのを防止する反射エックス腺出射防止部位を有することを特徴とする。   An X-ray waveguide according to the present invention is an X-ray waveguide that introduces X-rays by resonance coupling, and includes a core for guiding X-rays, and a clad for confining the X-rays in the core, and the core An X-ray waveguide portion that guides the X-ray by confining the X-ray incident upon the total reflection at the cladding interface, and a reflection X-ray transmission that transmits the reflection X-ray reflected from the surface of the cladding by the total reflection. A region, an X-ray reflecting portion that reflects the reflected X-ray transmitted through the reflective X-ray transmitting region, and again reaches the surface of the clad, and an X-ray is emitted directly from the reflecting X-ray transmitting region to the outside. It has a reflective X-ray emission prevention part to prevent The features.

また、本発明のエックス線導波路の構成は、エックス線を導波するエックス線導波部位と、前記エックス線導波部位に隣接して設けられた反射エックス線透過領域と、前記反射エックス線透過領域に隣接して設けられたエックス線反射部位と、前記反射エックス線透過領域中に設けられた反射エックス腺出射防止部位を有することが好ましい。   The X-ray waveguide according to the present invention includes an X-ray waveguide portion for guiding X-rays, a reflective X-ray transmission region provided adjacent to the X-ray waveguide portion, and an adjacent to the reflection X-ray transmission region. It is preferable to have an X-ray reflection part provided and a reflection X-ray gland emission preventing part provided in the reflection X-ray transmission region.

本発明のエックス線導波路の構成について、図面に基づいて説明する。   The configuration of the X-ray waveguide of the present invention will be described based on the drawings.

図1は本発明のエックス線導波路の一実施態様を示す模式図である。図中において、1000はエックス線導波部位である。このエックス線導波部位は、エックス線を導波するためのコア1002と、全反射によってコアにエックス線を閉じ込めるためのクラッド1004とから構成される。このクラッドの表面で全反射される条件で入射されるエックス線1010は、クラッドの表面で全反射される際に、コアの構造に対応して許容される導波モードのエックス線を生成しうるエックス線が選択的にコアに導入される。同図中、エックス線の入射角度を1015、クラッドの表面で反射されたエックス線を1020、コアに導入されたエックス線を1030で表す。この反射されたエックス線1020は、エックス線導波部位に隣接して設けられた反射エックス線透過領域1040を通って、反射エックス線透過領域1040に隣接して設けられたエックス線反射部位1050に達する。そしてエックス線反射部位1050の表面で反射され、反射エックス線透過領域を通って再びクラッド表面に到達する。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an X-ray waveguide of the present invention. In the figure, 1000 is an X-ray waveguide part. This X-ray waveguide portion is composed of a core 1002 for guiding X-rays and a clad 1004 for confining the X-rays in the core by total reflection. The X-ray 1010 incident under the condition of being totally reflected by the surface of the clad is an X-ray that can generate an X-ray of a waveguide mode that is allowed corresponding to the structure of the core when totally reflected by the surface of the clad. Selectively introduced into the core. In the figure, the X-ray incident angle is 1015, the X-ray reflected by the surface of the cladding is 1020, and the X-ray introduced into the core is 1030. The reflected X-ray 1020 passes through the reflection X-ray transmission region 1040 provided adjacent to the X-ray waveguide region and reaches the X-ray reflection region 1050 provided adjacent to the reflection X-ray transmission region 1040. Then, the light is reflected on the surface of the X-ray reflection portion 1050 and reaches the cladding surface again through the reflection X-ray transmission region.

一方で、反射エックス線透過領域のみを通って、入射端と反対側の端部から出射するエックス線1060は、反射エックス線透過領域中に配置された反射エックス線出射防止部位1070によって遮られる。反射エックス線透過領域中で反射を繰り返す反射エックス線が外部へ出射するのを防止する。1031はコアに導入されたエックス線を表す。このことによって、共鳴カップリング法を用いて選択的に導波するエックス線1090に混じって、選択されていないエックス線が出射され、出射エックス線の位相が乱れることを防止することができる。   On the other hand, the X-ray 1060 that passes through only the reflection X-ray transmission region and exits from the end opposite to the incident end is blocked by the reflection X-ray emission prevention portion 1070 disposed in the reflection X-ray transmission region. The reflection X-ray that repeats reflection in the reflection X-ray transmission region is prevented from being emitted to the outside. Reference numeral 1031 denotes an X-ray introduced into the core. Accordingly, it is possible to prevent the X-rays that are not selected from being emitted by being mixed with the X-rays 1090 that are selectively guided using the resonance coupling method, and the phase of the outgoing X-rays to be disturbed.

本発明では、従来の共鳴カップリング法では、一度であった入射されるエックス線のコアへの導入機会を、複数回とすることによって、エックス線の導入効率を向上させることができる。同時に、反射エックス線出射防止部位を設置することにより、共鳴カップリング法の特徴である、位相の揃ったエックス線を選択的に導波、出射できる特長を有する。   In the present invention, the introduction efficiency of X-rays can be improved by setting the number of opportunities of introduction of the incident X-rays into the core once in the conventional resonance coupling method. At the same time, by providing a reflection X-ray emission preventing portion, the X-rays having the same phase, which is a feature of the resonance coupling method, can be selectively guided and emitted.

以下に、本発明の実施形態について項目に分類して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by classifying them into items.

(1−1)エックス線について
本発明におけるエックス線とは、物質の屈折率実部が1以下となるエックス線帯域の電磁波を意味する。このエックス線帯域の電磁波とは、具体的には、極端紫外光(Extreme Ultra Violet(EUV)光)を含む100nm以下の波長の電磁波を指す。
(1-1) X-ray The X-ray in the present invention means an X-ray band electromagnetic wave in which the real part of the refractive index of the substance is 1 or less. The X-ray band electromagnetic wave specifically refers to an electromagnetic wave having a wavelength of 100 nm or less including extreme ultraviolet light (Extreme Ultra Violet (EUV) light).

このような短い波長の電磁波は、周波数が高く物質の最外殻電子が応答できないために、可視光や赤外線と異なり、物質の屈折率の実部が1より小さくなることが知られている。このエックス線帯域の電磁波に対する物質の屈折率nは一般的に複素数で表されるが、その実部を本明細書中では屈折率実部または屈折率の実部と称し、虚部を屈折率虚部または屈折率の虚部と称する。   It is known that such a short wavelength electromagnetic wave has a high frequency and the outermost electrons of the substance cannot respond, so that the real part of the refractive index of the substance is smaller than 1 unlike visible light and infrared rays. The refractive index n of a substance with respect to electromagnetic waves in the X-ray band is generally represented by a complex number. In this specification, the real part is referred to as the real part of the refractive index or the real part of the refractive index, and the imaginary part is the imaginary part of the refractive index. Or called the imaginary part of the refractive index.

(1−2)共鳴カップリングについて
本発明における共鳴カップリングは、エックス線がクラッド表面で全反射される条件において、その一部が、コア中に導入されることを特徴とするエックス線の導入方法である。エックス線は、下記の(1)式で与えられる臨界角よりも小さい角度でクラッドに入射された時にクラッド表面で全反射する。
θ=sin−1(2(n−n)/n1/2 (1)
ここで、θは臨界角、nはクラッドに入射する際の入射元の媒質の屈折率、nはクラッドの屈折率である。
(1-2) Resonant coupling Resonant coupling in the present invention is an X-ray introducing method characterized in that a part of the X-ray is introduced into the core under the condition that the X-ray is totally reflected on the cladding surface. is there. X-rays are totally reflected on the cladding surface when they are incident on the cladding at an angle smaller than the critical angle given by the following equation (1).
θ C = sin −1 (2 (n 1 −n 2 ) / n 1 ) 1/2 (1)
Here, θ C is the critical angle, n 1 is the refractive index of the incident medium when entering the cladding, and n 2 is the refractive index of the cladding.

共鳴カップリング法は、他の方法と比較して、導波路中に導入され、導波するエックス線のモード選択性が高い。そのため、本発明の入射法を用いることで、例えば、所望の特性を持つエックス線を選択的に導波、出射することが可能となる。   The resonance coupling method is introduced into the waveguide and has a higher mode selectivity of the guided X-ray than the other methods. Therefore, by using the incident method of the present invention, for example, X-rays having desired characteristics can be selectively guided and emitted.

(1−3)エックス線導波路について
本発明に係るエックス線導波路は、物質の屈折率実部が1以下となる波長帯域のエックス線を導波させるための導波路であり、エックス線導波部位、反射エックス線透過領域、エックス線反射部位、反射エックス線出射防止部位から構成される。
(1-3) About X-ray waveguide The X-ray waveguide according to the present invention is a waveguide for guiding X-rays in a wavelength band in which the real part of the refractive index of a substance is 1 or less. It consists of an X-ray transmission region, an X-ray reflection part, and a reflection X-ray emission prevention part.

(1−4)エックス線導波部位について
本発明に係るエックス線導波部位は、エックス線を導波させるためのコアと、前記コアに前記エックス線を閉じ込めるためのクラッドからなり、前記コアと前記クラッドの界面での全反射によりエックス線を前記コアに閉じ込めてエックス線を導波するものである。
(1-4) X-ray wave guide part The X-ray wave guide part according to the present invention comprises a core for guiding X-rays and a clad for confining the X-ray in the core, and an interface between the core and the clad. The X-rays are confined in the core by total reflection at, and the X-rays are guided.

コアとクラッドの界面での全反射によりエックス線をコアに閉じ込めてエックス線を導波させるために、このエックス線導波部位は、コアとクラッドの界面付近におけるコアの屈折率実部がクラッドの屈折率実部より大きい必要がある。電子密度の大きい物質ほど屈折率の実部が小さくなることが知られていることから、コアに用いられる材料の電子密度は、クラッドに用いられる材料の電子密度より小さい必要がある。   In order to guide the X-ray by confining the X-ray to the core by total reflection at the interface between the core and the cladding, this X-ray waveguide part has the real part of the refractive index of the core near the interface between the core and the cladding. It needs to be larger than the department. Since it is known that a substance having a higher electron density has a lower refractive index real part, the electron density of the material used for the core needs to be smaller than the electron density of the material used for the cladding.

(1−4−1)クラッドについて
クラッドに用いられる材料の具体的な例としては、密度の大きな金属が挙げられる。さらに具体的には、Os,Ir,Pt,Au,W,Ta,Hg,Ru,Rh,Pd,Pb,Moの単体、またはこれらの元素を含む材料が挙げられる。このような材料を用いたクラッドは、スパッタリング、蒸着等によって形成することができる。このクラッドの厚さは、材料によって異なるが、コアにエックス線を十分に閉じ込められる程度に厚く、共鳴カップリングによってコアに導入可能な程度に薄いことが好ましい。厚さとしては、1nmから100nm、好ましくは1nmから50nm程度である。クラッドについては、エックス線導波部位上で膜厚分布をもって形成することも好ましく行われる。例えば、共鳴カップリングを積極的に行わせる領域において膜を薄く形成して導入効率を向上させつつ、その他の領域では、膜を厚く形成してエックス線の閉じ込め効果を高めることが好ましく行われる。
(1-4-1) Cladding As a specific example of the material used for the cladding, a metal having a high density can be given. More specifically, a simple substance of Os, Ir, Pt, Au, W, Ta, Hg, Ru, Rh, Pd, Pb, and Mo, or a material containing these elements can be used. A clad using such a material can be formed by sputtering, vapor deposition, or the like. The thickness of the clad varies depending on the material, but is preferably thick enough to sufficiently confine the X-rays in the core and thin enough to be introduced into the core by resonance coupling. The thickness is about 1 nm to 100 nm, preferably about 1 nm to 50 nm. The clad is preferably formed with a film thickness distribution on the X-ray waveguide region. For example, it is preferable to increase the X-ray confinement effect by forming a thin film in the region where the resonance coupling is actively performed to improve the introduction efficiency while increasing the introduction efficiency.

(1−4−2)コアについて
コアに用いられる材料の具体的な例としては、有機物、炭素、酸化物、ホウ素、ベリリウム、およびこれらを含んだ材料等を挙げることができる。さらに具体的には、ポリマー、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、金属酸化物等を挙げることができる。またこれらの材料を多孔材料とすることで、密度を低下させることも好ましく行われる。
(1-4-2) Core As specific examples of the material used for the core, organic substances, carbon, oxides, boron, beryllium, and materials containing these can be given. More specifically, a polymer, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, metal oxide, etc. can be mentioned. In addition, it is also preferable to reduce the density by making these materials porous materials.

(1−4−3)コアに周期構造を持つエックス線導波部位について
本発明に係るエックス線導波部位として、コアが、屈折率実部が異なる複数の物質が周期的に配列された周期構造からなるエックス線導波部位が好ましく用いられる。このエックス線導波部位においては、コア領域中のエックス線の導波方向に垂直な面内の特定の方向において、エックス線の電場強度分布または磁場強度分布の腹または節の数が、特定の方向における周期構造の周期数以上である導波モードが存在する。
(1-4-3) About X-ray waveguide part having a periodic structure in the core As an X-ray waveguide part according to the present invention, the core has a periodic structure in which a plurality of substances having different real parts of refractive index are periodically arranged. An X-ray waveguide portion is preferably used. In this X-ray waveguide region, the number of antinodes or nodes of the X-ray electric field intensity distribution or magnetic field intensity distribution in a specific direction in a plane perpendicular to the X-ray guiding direction in the core region has a period in the specific direction. There are guided modes that are greater than or equal to the number of periods of the structure.

エックス線に対して屈折率実部が最大となる場合は真空中をエックス線が伝播する場合であるが、一般的環境下では気体でないほぼすべての物質に対して空気の屈折率実部が最大となる。本発明において屈折率実部が異なる複数の物質とは多くの場合電子密度が異なる二種以上の物質である。   The case where the real part of the refractive index is the maximum with respect to X-rays is the case where the X-ray propagates in a vacuum, but the real part of the refractive index of air is maximized for almost all substances that are not gases in a general environment. . In the present invention, the plurality of substances having different real parts of refractive index are often two or more kinds of substances having different electron densities.

本発明におけるエックス線導波部位は、コアとクラッドの界面での全反射によりエックス線をコアに閉じ込めてエックス線を導波させる。この全反射を実現するために、コアとクラッドの界面付近におけるコアの屈折率実部がクラッドの屈折率実部より大きい。   The X-ray waveguide part in the present invention guides the X-ray by confining the X-ray in the core by total reflection at the interface between the core and the clad. In order to realize this total reflection, the real part of the refractive index of the core near the interface between the core and the clad is larger than the real part of the refractive index of the clad.

本発明のエックス線導波部位のコアは、屈折率実部の異なる少なくとも2種以上の物質による周期構造であることにより、導波モードの位相制御、空間的な強度分布制御を行うことができる。周期構造は、1次元から3次元の周期構造であればよい。このような周期構造は、フォトリソグラフィーや電子ビームリソグラフィー、エッチングプロセス、積層や貼り合わせ等の従来の半導体プロセスによっても作製可能である。また、周期構造を形成する屈折率実部が異なる複数の物質のうち少なくとも一つの物質が酸化物であることにより、酸化による劣化などを防ぐことができる。酸化物を用いた半導体プロセスの適用により酸化物をもつ周期構造を作成することも可能である。   Since the core of the X-ray waveguide part of the present invention has a periodic structure made of at least two kinds of substances having different real parts of the refractive index, it is possible to perform waveguide mode phase control and spatial intensity distribution control. The periodic structure may be a one-dimensional to three-dimensional periodic structure. Such a periodic structure can also be produced by a conventional semiconductor process such as photolithography, electron beam lithography, etching process, lamination or bonding. In addition, since at least one substance among the plurality of substances having different real parts of the refractive index forming the periodic structure is an oxide, deterioration due to oxidation can be prevented. It is also possible to create a periodic structure having an oxide by applying a semiconductor process using an oxide.

また周期構造を形成する材料として、通常の半導体プロセスとは異なる、自己組織的な形成メカニズムにより作製されるメソ構造体膜等を用いてもよい。ここで、本発明におけるメソ構造体膜は、1−3次元的な構造周期を持つ、(A)メソポーラス膜、および(B)メソポーラス膜の孔が主に有機化合物で充填されたもの、(C)ラメラ構造を持つメソ構造体膜を意味する。   Further, as a material for forming the periodic structure, a mesostructured film manufactured by a self-organized formation mechanism different from a normal semiconductor process may be used. Here, the mesostructured film in the present invention has a 1-3-dimensional structure period, (A) mesoporous film, and (B) a mesoporous film in which pores are mainly filled with an organic compound, (C ) Mesostructured film with lamellar structure.

(A)メソポーラス膜について
規則的に配列した径が2から50nmの細孔を有する多孔質材料で、壁部の材料は特に限定されるものではないが、その例としては、製造可能性、周期構造体膜を屈折率実部が異なる物質より構成するという観点から、無機酸化物、炭素、有機化合物が挙げられる。無機酸化物の例としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛を挙げることができる。また、有機化合物の例としては、有機高分子化合物を挙げることができる。壁部の表面は、必要に応じて修飾されていてよい。たとえば、水の吸着を抑制するために、疎水性の分子を修飾してもよい。
(A) Mesoporous film A porous material having pores with regularly arranged diameters of 2 to 50 nm, and the material of the wall portion is not particularly limited. Examples thereof include manufacturability, period From the viewpoint of constructing the structure film from materials having different real parts of the refractive index, inorganic oxides, carbon, and organic compounds are exemplified. Examples of inorganic oxides include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, and zinc oxide. Moreover, an organic polymer compound can be mentioned as an example of an organic compound. The surface of the wall portion may be modified as necessary. For example, hydrophobic molecules may be modified to suppress water adsorption.

(B)メソポーラス膜の孔が主に有機化合物で充填されたものについて
壁部の材料については、(A)の項に記載したものと同様のものを使用することができる。孔を充填する物質については、有機化合物を主とするものであれば特に制限されるものではない。この「主」の意味としては、体積比で50%以上を意味する。この有機化合物の例としては、界面活性剤や、分子集合体の形成機能を有する部位が、壁部を形成する材料または壁部を形成する材料の前駆体と結合している材料が挙げられる。この界面活性剤の例としては、(A)の項で記載した界面活性剤を挙げることができる。また分子集合体の形成機能を有する部位が壁部を形成する材料、または、壁部を形成する材料の前駆体と結合している材料の例としては、アルキル基を有するアルコキシシラン、アルキル基を有するオリゴシロキサン化合物を挙げることができる。このアルキル鎖の鎖長の例としては、炭素数で10から22が挙げられる。
(B) About mesoporous film in which pores are mainly filled with an organic compound As the material of the wall, the same materials as those described in the section (A) can be used. The substance filling the pores is not particularly limited as long as it is mainly composed of an organic compound. The meaning of “main” means 50% or more by volume ratio. Examples of the organic compound include a surfactant and a material in which a site having a function of forming a molecular assembly is bonded to a material forming a wall or a precursor of a material forming a wall. Examples of this surfactant include the surfactants described in the section (A). Examples of a material in which a part having a function of forming a molecular assembly forms a wall or a material bonded to a precursor of a material that forms a wall include an alkoxysilane having an alkyl group and an alkyl group. The oligosiloxane compound which has can be mentioned. Examples of the chain length of the alkyl chain include 10 to 22 carbon atoms.

孔の内部には、必要に応じて、または、使用する材料、工程の結果として水、有機溶媒、塩等が含まれていてよい。この有機溶媒の例としては、アルコール、エーテル、炭化水素が挙げられる。   The inside of the hole may contain water, an organic solvent, a salt, or the like as necessary or as a result of a material to be used or a process. Examples of the organic solvent include alcohol, ether and hydrocarbon.

(C)ラメラ構造を持つメソ構造体膜について
本発明のメソ構造体膜には、(A)、(B)に加えてラメラ構造のメソ構造体膜を含む。このラメラ構造の例としては、(B)に記載した壁部の材料からなる層と、同じく(B)に記載した孔を充填する物質からなる層が積層したラメラ構造体を挙げることができる。これら(A)、(B)の二種類の材料(物質)は、所望の特性を得るために、必要に応じて化学結合によって結合されていても良い。この結合されている化合物の例としては、トリアルコキシアルキルシランを挙げることができる。
(C) Mesostructured film having a lamellar structure The mesostructured film of the present invention includes a mesostructured film having a lamellar structure in addition to (A) and (B). As an example of this lamellar structure, there can be mentioned a lamellar structure in which a layer made of the material of the wall described in (B) and a layer made of a substance filling the pores described in (B) are laminated. These two types of materials (substances) (A) and (B) may be bonded by chemical bonding as necessary in order to obtain desired characteristics. An example of this bonded compound is trialkoxyalkylsilane.

本発明のエックス線導波部位は、コアとクラッドとの界面における全反射によりエックス線を周期構造体であるコアの中に閉じ込めて導波モードを形成し、エックス線を伝搬させる。そして、そのコアとクラッドの界面での全反射臨界角が、その周期構造の周期性に起因するブラッグ角よりも大きいことを特徴とする。   In the X-ray waveguide portion of the present invention, the X-ray is confined in the core, which is a periodic structure, by total reflection at the interface between the core and the clad to form a waveguide mode, and the X-ray is propagated. The total reflection critical angle at the interface between the core and the clad is larger than the Bragg angle due to the periodicity of the periodic structure.

図2は、本発明のエックス線導波路のエックス線導波部位を表す概略図である。図2に示すエックス線導波部位は、クラッド2002とクラッド2003の間にコア2001が挟まれた形態である。低屈折率実部をもつ物質の層2006と高屈折率実部をもつ物質の層2005によりなる基本構造2004が、積層されたものがコア2001を構成している。2007がクラッドとコアの界面における全反射臨界角、2008がブラッグ角、さらに周期構造が多層膜である場合、2009が基本構造中の物質界面における全反射臨界角を表す。   FIG. 2 is a schematic view showing an X-ray waveguide portion of the X-ray waveguide of the present invention. The X-ray waveguide portion shown in FIG. 2 has a form in which the core 2001 is sandwiched between the clad 2002 and the clad 2003. A core 2001 is formed by laminating a basic structure 2004 including a material layer 2006 having a low refractive index real part and a material layer 2005 having a high refractive index real part. When 2007 is the critical angle for total reflection at the interface between the clad and the core, 2008 is the Bragg angle, and when the periodic structure is a multilayer film, 2009 is the critical angle for total reflection at the material interface in the basic structure.

図2中において、クラッドとコアの界面における全反射臨界角θc−total、多層膜中の基本構造をなす各層の界面での全反射臨界角θc−multi、多層膜の周期性に起因するブラッグ角θの例を示してある。本明細書中ではこれらの角度は、膜の面に平行な方向から測られるものとする。図中の矢印エックス線の進行方向を示す。 In FIG. 2, the total reflection critical angle θ c-total at the interface between the clad and the core, the total reflection critical angle θ c-multi at the interface of each layer forming the basic structure in the multilayer film, and the periodicity of the multilayer film An example of the Bragg angle θ B is shown. In the present specification, these angles are measured from a direction parallel to the plane of the film. The advancing direction of the arrow X-ray in the figure is shown.

クラッドとコアの界面におけるクラッド側の物質の屈折率実部をnclad、コア側の物質の屈折率実部をncoreとした場合の、膜の面に平行な方向からの全反射臨界角θc−total(°)は、nclad<ncoreとして、下記の式(2) The total reflection critical angle θ from the direction parallel to the film surface, where n clad is the real part of the refractive index of the material on the clad side and n core is the real part of the refractive index of the material on the core side at the interface between the clad and the core c-total (°) is expressed by the following formula (2) where n clad <n core.

Figure 2013050334
Figure 2013050334

で表される。 It is represented by

コアの周期構造の周期をd、コアである周期構造の平均屈折率実部をnavgとした場合、コア中での多重回折の有無に関わらず次の式(3)のようにおおよそのブラッグ角θ(°)が定義される。 If the period of the periodic structure of the core is d and the real part of the average refractive index of the periodic structure of the core is n avg , an approximate Bragg like the following formula (3) regardless of the presence or absence of multiple diffraction in the core An angle θ B (°) is defined.

Figure 2013050334
Figure 2013050334

mは定数、λはエックス線の波長である。 m is a constant, and λ is the wavelength of X-rays.

本発明のエックス線導波部位を構成している物質の物性パラメータ、導波部位の構造パラメータ、およびエックス線の波長は、次の式(4)を満たすように設計されているものとする。   The physical property parameter of the substance constituting the X-ray waveguide portion of the present invention, the structural parameter of the waveguide portion, and the wavelength of the X-ray are designed to satisfy the following formula (4).

Figure 2013050334
Figure 2013050334

このことにより、周期構造であるコアがもつ周期性に起因するブラッグ角付近などの有効伝搬角度をもつ導波モードを、常にクラッドによりコアに閉じ込め、エックス線の伝搬に寄与させることができる。ここで、本明細書中において有効伝搬角度θ’(°)は、膜の面に平行な方向から測られる角度であり、導波モードの伝搬方向の波数ベクトル(伝搬定数)k、真空中の波数ベクトルkを用いて下記の式(5)で表される。連続条件によりkは各層の界面で一定なので、図3に示すように、導波モードの基本波の伝搬定数kと真空中の波数ベクトルkとの間で定義される角度で、導波モードの基本波が真空中で進行する角度を、有効伝搬角度θ’(°)は表している。これは近似的にコア中での導波モードの基本波の伝搬角度を表すと考えることができるため、今後の説明に用いることとする。 As a result, the waveguide mode having an effective propagation angle such as the vicinity of the Bragg angle due to the periodicity of the core having a periodic structure can be always confined in the core by the clad and contribute to the X-ray propagation. Here, in this specification, the effective propagation angle θ ′ (°) is an angle measured from a direction parallel to the surface of the film, and a wave number vector (propagation constant) k z in the propagation direction of the waveguide mode, in vacuum with the wave vector k 0 is expressed by the following equation (5). Since k z is constant at the interface of each layer due to the continuous condition, as shown in FIG. 3, it is derived at an angle defined between the propagation constant k z of the fundamental wave of the guided mode and the wave vector k 0 in vacuum. The effective propagation angle θ ′ (°) represents the angle at which the fundamental wave of the wave mode travels in vacuum. Since this can be considered to roughly represent the propagation angle of the fundamental wave of the waveguide mode in the core, it will be used for the future explanation.

Figure 2013050334
Figure 2013050334

本発明のエックス線導波部位は、周期構造を多層膜として構成し、前記多層膜をなす各層の界面における全反射臨界角が、前記多層膜の周期性に起因するブラッグ角よりも小さくなるような前記複数の物質により前記多層膜が構成されているものとすることができる。   In the X-ray waveguide portion of the present invention, the periodic structure is configured as a multilayer film, and the total reflection critical angle at the interface of each layer forming the multilayer film is smaller than the Bragg angle due to the periodicity of the multilayer film. The multilayer film may be composed of the plurality of substances.

本発明のコアをなす多層膜は、屈折率実部の異なる複数の物質の膜が周期的に積層されたものであるが、隣り合う膜界面において屈折率実部の違いによる全反射臨界角が存在する。多層膜をなす異なる屈折率実部の物質が3種類以上ある場合には、全反射臨界角は複数存在する場合があるが、それらを総じてθc−multi(°)とする。 The multilayer film forming the core of the present invention is formed by periodically laminating a plurality of films having different refractive index real parts, but the total reflection critical angle due to the difference in the real refractive index part is different at the adjacent film interface. Exists. When there are three or more kinds of substances having different real parts of refractive index forming a multilayer film, there may be a plurality of total reflection critical angles, and these are collectively defined as θ c-multi (°).

Figure 2013050334
Figure 2013050334

上記の式(6)のように、多層膜中の全反射臨界角が多層膜の周期性に起因するブラッグ角よりも小さい場合には、ブラッグ角付近以上の角度で多層膜中の界面に入射されるエックス線は全反射されず、部分的な反射または屈折を起こすこととなる。多層膜は複数の異なる屈折率実部の周期的に積層された膜により構成されているので、界面も積層方向に複数存在し、多層膜内部のエックス線はこれら界面において反射、屈折を繰り返すこととなる。本発明における多層膜は周期構造であるので、多層膜内部でのエックス線のこのような反射、屈折の繰り返しは多重干渉を引き起こす。その結果、多層膜の周期構造に共鳴できる条件をもつエックス線、すなわち多層膜内部で存在できる伝搬モードが形成され、本発明のエックス線導波部位構造のコア中に導波モードが形成されることになる。これを周期共鳴導波モードと称する。   When the critical angle for total reflection in the multilayer film is smaller than the Bragg angle due to the periodicity of the multilayer film as shown in the above formula (6), it is incident on the interface in the multilayer film at an angle greater than or equal to the Bragg angle. X-rays that are generated are not totally reflected, but cause partial reflection or refraction. Since the multilayer film is composed of a plurality of periodically laminated films having different refractive index real parts, there are a plurality of interfaces in the stacking direction, and X-rays inside the multilayer film are repeatedly reflected and refracted at these interfaces. Become. Since the multilayer film in the present invention has a periodic structure, repeated reflection and refraction of X-rays inside the multilayer film cause multiple interference. As a result, an X-ray having a condition capable of resonating with the periodic structure of the multilayer film, that is, a propagation mode that can exist inside the multilayer film is formed, and a waveguide mode is formed in the core of the X-ray waveguide region structure of the present invention. Become. This is referred to as a periodic resonance waveguide mode.

このような周期共鳴導波モードはそれぞれ有効伝搬角度をもち、最も小さな有効伝搬角度をもつ周期共鳴導波モードの有効伝搬角度は多層膜のブラッグ角付近に現れることになる。周期共鳴導波モードは周期構造の周期性に共鳴するモードなので、本明細書中では周期共鳴導波モードと称することとする。これは多層膜を周期数無限のフォトニック結晶として考えた場合の最低次バンドを満たす伝搬モードに相当し、この伝搬モードがクラッドとコアとの界面での全反射により閉じ込められたものとなる。   Each of such periodic resonant waveguide modes has an effective propagation angle, and the effective propagation angle of the periodic resonant waveguide mode having the smallest effective propagation angle appears near the Bragg angle of the multilayer film. Since the periodic resonant waveguide mode is a mode that resonates with the periodicity of the periodic structure, it is referred to as a periodic resonant waveguide mode in this specification. This corresponds to a propagation mode satisfying the lowest order band when the multilayer film is considered as a photonic crystal with an infinite number of cycles, and this propagation mode is confined by total reflection at the interface between the clad and the core.

現実の周期構造では、その周期数は有限であるため、そのフォトニックバンド構造は無限周期の周期構造のフォトニックバンド構造からずれてくるが、周期数が増えるほど導波モードの特性は無限周期のフォトニックバンド上のそれに近づくことになる。また、ブラッグ角は周期共鳴導波モードの有効伝搬角度よりやや大きい角度となるが、このブラッグ反射は周期性によるフォトニックバンドギャップの効果により引き起こされる。エックス線のエネルギーが一定として導波モードの有効伝搬角度を考えた場合、角度で見た場合のフォトニックバンドギャップ端の角度に相当する角度付近をもつ二つの導波モードが形成されることによる。これらのうち低角度側の有効伝搬角度をもつ導波モードが、最低次の周期共鳴導波モードである。周期共鳴導波モードの電場強度の空間的分布中で、電場強度の腹の数は基本的に、多層膜の周期数と一致する。高次のブラッグ角に相当する有効伝搬角度をもつ、高次の周期共鳴導波モードの腹の位置は、基本的に周期構造の周期数の2以上の自然数倍となる。   In an actual periodic structure, since the number of periods is finite, the photonic band structure deviates from the photonic band structure of an infinite period periodic structure. Would approach that on the photonic band. The Bragg angle is slightly larger than the effective propagation angle of the periodic resonant waveguide mode, but this Bragg reflection is caused by the effect of the photonic band gap due to periodicity. When the effective propagation angle of the waveguide mode is considered with the X-ray energy constant, two waveguide modes having an angle corresponding to the angle of the photonic band gap edge when viewed in angle are formed. Among these, the waveguide mode having an effective propagation angle on the low angle side is the lowest-order periodic resonance waveguide mode. In the spatial distribution of the electric field intensity of the periodic resonant waveguide mode, the number of antinodes of the electric field intensity basically matches the number of periods of the multilayer film. The position of the antinode of the higher-order periodic resonant waveguide mode having an effective propagation angle corresponding to the higher-order Bragg angle is basically a natural number two or more times the number of periods of the periodic structure.

また有限の周期数をもつ多層膜においては、上記のような周期共鳴導波モードのもつ有効伝搬角度以外の角度をもつ導波モードも存在し得る。これらは周期共鳴導波モードではなくコアである多層膜全体を、屈折率実部が平均化された均一媒質として考えた場合に存在する導波モードで、その特性に基本的には多層膜の周期性の影響は少ない。一方、本発明のエックス線導波部位の構成で実現される周期共鳴導波モードでは、周期構造の周期数が増えるほど、より多層膜であるコアの中心へ電場が集中し、クラッドへの染み出しも少なくなり、エックス線の伝搬損失が小さくなる。また、電場強度分布の包絡曲線はコアの中央に偏った形状となり、よりクラッドへのしみ出しによる損失が小さくなる。さらに、本発明のエックス線導波部位中で用いられる周期共鳴導波モードの位相は、周期構造の周期性の高い方向において、そろったものとなり、空間的なコヒーレンスを有することができる。本発明において導波モードの位相がそろうということは、導波方向に垂直な面内での電磁場の位相差が0であるということだけではなく、周期構造の空間的な屈折率分布に対応して電磁場の位相差が周期的に−πと+πの間で変化していることをも意味する。本発明における周期共鳴導波モードは、導波方向に垂直な方向において、電場の位相が周期構造の周期と同じ周期で−πと+πの間で変化しているものとなる。   In a multilayer film having a finite number of periods, there may be a waveguide mode having an angle other than the effective propagation angle of the periodic resonance waveguide mode as described above. These are waveguide modes that exist when the entire multilayer film, which is not a periodic resonant waveguide mode, is considered as a uniform medium with the real part of the refractive index averaged. The influence of periodicity is small. On the other hand, in the periodic resonant waveguide mode realized by the configuration of the X-ray waveguide portion of the present invention, the electric field concentrates at the center of the core, which is a multilayer film, as the number of periods of the periodic structure increases, and the cladding leaks out. X-ray propagation loss is reduced. In addition, the envelope curve of the electric field intensity distribution has a shape biased toward the center of the core, and the loss due to the seepage into the clad is further reduced. Furthermore, the phases of the periodic resonant waveguide mode used in the X-ray waveguide portion of the present invention are uniform in the direction of high periodicity of the periodic structure, and can have spatial coherence. In the present invention, the fact that the waveguide modes are in phase does not only mean that the phase difference of the electromagnetic field in the plane perpendicular to the waveguide direction is zero, but also corresponds to the spatial refractive index distribution of the periodic structure. This also means that the phase difference of the electromagnetic field periodically changes between −π and + π. In the periodic resonant waveguide mode of the present invention, the phase of the electric field changes between −π and + π in the direction perpendicular to the waveguide direction at the same period as the period of the periodic structure.

(1−5)反射エックス線透過領域について
本発明のエックス線導波路は、エックス線透過部位のクラッドとエックス線反射部位との間に反射エックス線透過領域を有することを特徴とする。反射エックス線透過領域は、エックス線導波部位に隣接して設けられ、入射したエックス線の中のクラッドの表面で反射した反射エックス線を透過する。本発明のエックス線導波路に入射されたエックス線は、クラッド表面において全反射される。その反射されたエックス線は、反射エックス線透過領域を透過して、エックス線反射部位によって反射され、再びクラッド表面に到達する。このことよって、入射されたエックス線は、コア中へ導入される機会を増大されることによって、高効率で導入されることとなる。
(1-5) Reflective X-ray transmission region The X-ray waveguide of the present invention is characterized by having a reflection X-ray transmission region between the cladding of the X-ray transmission region and the X-ray reflection region. The reflection X-ray transmission region is provided adjacent to the X-ray waveguide region, and transmits the reflection X-ray reflected by the surface of the clad in the incident X-ray. The X-ray incident on the X-ray waveguide of the present invention is totally reflected on the cladding surface. The reflected X-ray passes through the reflection X-ray transmission region, is reflected by the X-ray reflection portion, and reaches the cladding surface again. As a result, the incident X-rays are introduced with high efficiency by increasing the opportunity to be introduced into the core.

このため、反射エックス線透過領域は、高いエックス線透過率をもつことが好ましい。真空や空気等のガスで満たされた状態は透過率の観点から好ましい。一方、クラッドとエックス線反射部位の間の距離を制御するという観点からは、固体の材料が好ましい。この固体材料の具体的な例としては、有機物、炭素、酸化物、ホウ素、およびこれらを含んだ材料を挙げる。さらに具体的には、ポリマー、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、金属酸化物を挙げることができる。またこれらの材料を有孔材料とすることで、密度を低下させることも好ましく行われる。好ましくは有機物、炭素、ホウ素化合物または酸化ケイ素からなることが望ましい。   For this reason, it is preferable that the reflection X-ray transmission region has a high X-ray transmittance. A state filled with a gas such as vacuum or air is preferable from the viewpoint of transmittance. On the other hand, a solid material is preferable from the viewpoint of controlling the distance between the clad and the X-ray reflection part. Specific examples of the solid material include organic substances, carbon, oxides, boron, and materials containing them. More specifically, a polymer, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, and metal oxide can be mentioned. In addition, it is also preferable to reduce the density by making these materials porous materials. Preferably, it is made of an organic substance, carbon, boron compound or silicon oxide.

この反射エックス線透過領域の厚さは、必要な量のエックス線の入射を可能とする程度に大きく、エックス線反射部位において反射されたエックス線がクラッド表面に再び到達できる程度に小さい値が好ましく用いられる。例としては、1nmから1000nm、好ましくは5nmから100nmが挙げられる。   The thickness of the reflection X-ray transmission region is preferably large enough to allow a necessary amount of X-rays to enter, and is preferably small enough to allow X-rays reflected at the X-ray reflection portion to reach the cladding surface again. Examples include 1 nm to 1000 nm, preferably 5 nm to 100 nm.

この反射エックス線透過領域の形成方法としては、特に限定されるものではないが、材料に応じた一般的な製膜法が挙げられる。例えば、材料が高分子であれば、その高分子を溶媒に溶解、塗布することで形成することができる。真空や、空気等のガスであれば、スペーサーを導入し、残存する空間を、真空とする、ガスで満たすことにより形成することができる。酸化物であれば、ゾルゲル法等を用いて形成することができる。炭素、四ホウ化炭素等であれば、スパッタリング、蒸着等によって形成することができる。   A method for forming the reflective X-ray transmission region is not particularly limited, and a general film forming method according to the material may be used. For example, if the material is a polymer, it can be formed by dissolving and coating the polymer in a solvent. If it is a gas such as vacuum or air, it can be formed by introducing a spacer and filling the remaining space with a gas that is evacuated. If it is an oxide, it can be formed using a sol-gel method or the like. Carbon, carbon tetraboride, or the like can be formed by sputtering, vapor deposition, or the like.

(1−6)エックス線反射部位について
エックス線反射部位は、反射エックス線透過領域に隣接して設けられ、前記透過した反射エックス線を反射して、再度クラッドの表面に反射エックス線を到達させる。
(1-6) X-ray reflection part The X-ray reflection part is provided adjacent to the reflection X-ray transmission region, reflects the transmitted reflection X-ray, and makes the reflection X-ray reach the surface of the clad again.

本発明のエックス線導波路は、エックス線導波部位と対向する位置にエックス線反射部位を有する。この対向する位置とは、エックス線反射部位の少なくとも一部と、エックス線導波部位との位置関係が実質的に平行であることを意味する。このエックス線反射部位は、エックス線導波部位のクラッド表面で反射されたエックス線を反射することにより、再度クラッド表面にエックス線を到達させる機能を担う。   The X-ray waveguide of the present invention has an X-ray reflection part at a position facing the X-ray waveguide part. This facing position means that the positional relationship between at least a part of the X-ray reflection part and the X-ray waveguide part is substantially parallel. The X-ray reflection part has a function of causing the X-rays to reach the cladding surface again by reflecting the X-rays reflected by the cladding surface of the X-ray waveguide part.

このエックス線反射部位に用いられる材料は、エックス線を効率的に反射するために、エックス線の全反射臨界角の大きな材料が好ましく用いられ、具体的には、密度の大きな金属が挙げられる。さらに具体的には、Os,Ir,Pt,Au,W,Ta,Hg,Ru,Rh,Pd,Pb,Moの単体、またはこれらの元素を含む材料が挙げられる。   As the material used for the X-ray reflection part, a material having a large total reflection critical angle of X-rays is preferably used in order to efficiently reflect X-rays, and specifically, a metal having a high density can be mentioned. More specifically, a simple substance of Os, Ir, Pt, Au, W, Ta, Hg, Ru, Rh, Pd, Pb, and Mo, or a material containing these elements can be used.

このようなエックス線反射部位は、スパッタリング、蒸着等によって形成することができる。このエックス線反射部位の厚さは、材料によって異なるが、十分に高いエックス線反射率を示す厚さであればとくに制限はない。例としては、1nmから1000nm、好ましくは10nmから100nmが挙げられる。   Such an X-ray reflection part can be formed by sputtering, vapor deposition, or the like. The thickness of the X-ray reflection part varies depending on the material, but is not particularly limited as long as it has a sufficiently high X-ray reflectivity. Examples include 1 nm to 1000 nm, preferably 10 nm to 100 nm.

このエックス線反射部位の設置位置としては、エックス線反射部位が入射エックス線を妨げない位置に設置されることが好ましい。具体的には、エックス線反射部位の入射端側の端部が、エックス線導波部位の入射端側の端部と同じか、それよりもエックス線の出射端側にあることが好ましい。例えば図1を用いて説明すると、エックス線反射部位1050の左端がエックス線導波部位1000の左端と同じか、それより右側(エックス線の出射端側)の位置にあることが好ましい。   As the installation position of the X-ray reflection part, it is preferable that the X-ray reflection part is installed at a position that does not interfere with the incident X-ray. Specifically, it is preferable that the end portion on the incident end side of the X-ray reflection portion is the same as the end portion on the incident end side of the X-ray waveguide portion or is closer to the emission end side of the X-ray. For example, referring to FIG. 1, it is preferable that the left end of the X-ray reflection portion 1050 is the same as the left end of the X-ray waveguide portion 1000 or at the right side (X-ray emission end side).

このエックス線反射部位は、エックス線反射部位として機能すると同時に、エックス線導波部位のクラッドとして機能してもよい。この概念を、図4を用いて説明する。図4は、本発明のエックス線導波路の他の実施態様を示す模式図である。図4においては、本発明のエックス線導波路であって、エックス線反射部位が、エックス線導波部位のクラッドとして機能している実施態様を示す。2000は第一のエックス線導波部位であり、隣接する反射エックス線透過領域2010を挟んで、2020のエックス線反射部位が配置されている。このエックス線反射部位2020は、2030の第二のエックス線導波部位のクラッドとして機能しており、入射エックス線2040は、このクラッド表面で全反射しながら、その一部が2050のコア中に共鳴カップリングによって導入されることとなる。   This X-ray reflection part may function as an X-ray reflection part and simultaneously as a cladding of the X-ray waveguide part. This concept will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the X-ray waveguide of the present invention. FIG. 4 shows an embodiment of the X-ray waveguide according to the present invention, in which the X-ray reflecting portion functions as a cladding of the X-ray waveguide portion. Reference numeral 2000 denotes a first X-ray wave guide portion, and 2020 X-ray reflection portions are arranged with an adjacent reflection X-ray transmission region 2010 interposed therebetween. The X-ray reflection portion 2020 functions as a clad of the second X-ray waveguide portion 2030, and the incident X-ray 2040 is partially reflected in the core of 2050 while being totally reflected on the surface of the clad. Will be introduced.

(1−7)反射エックス線出射防止部位について
本発明の本発明のエックス線導波路は、反射エックス線透過領域中に設けられた反射エックス腺出射防止部位を有する。反射エックス腺出射防止部位は、反射エックス線透過領域中で反射を繰り返す反射エックス線が外部へ出射するのを防止する。
(1-7) Reflective X-ray emission prevention part The X-ray waveguide of the present invention of the present invention has a reflection X-ray emission prevention part provided in the reflection X-ray transmission region. The reflection X-ray emission preventing portion prevents the reflection X-ray that repeats reflection in the reflection X-ray transmission region from being emitted to the outside.

本発明のエックス線導波路は、共鳴カップリングによって、エックス線を導入することを特徴とする。この導入方法を用いることによって、他の方法と比較して、高いモード選択性をもってエックス線を導波することが可能となる。上述のように本発明のエックス線導波路における反射エックス線透過領域としては、高いエックス線透過率を持つ材料が好ましく用いられる。一方で、入射エックス線がこの反射エックス線透過領域を、全反射を繰り返すことで透過して出射されることとなれば、共鳴カップリングによってエックス線のモードの選択を容易としたにもかかわらず、選択されていないエックス線が同時に出射される。このことは、共鳴カップリングを用いてエックス線を導入することによる長所を減じることになる。そこで、本発明のエックス線導波路は、この反射エックス線透過領域中に反射エックス線出射防止部位を有することを特徴とする。このことにより、出射エックス線の選択性を保ちながら、導入効率を高めたエックス線導波路を提供することが可能とする。   The X-ray waveguide of the present invention is characterized by introducing X-rays by resonance coupling. By using this introduction method, X-rays can be guided with higher mode selectivity compared to other methods. As described above, a material having a high X-ray transmittance is preferably used as the reflective X-ray transmission region in the X-ray waveguide of the present invention. On the other hand, if the incident X-ray is transmitted through the reflection X-ray transmission region by repeating total reflection, the X-ray mode is selected even though the resonance coupling facilitates the selection of the X-ray mode. X-rays that are not emitted simultaneously. This reduces the advantages of introducing X-rays using resonant coupling. Therefore, the X-ray waveguide of the present invention is characterized by having a reflection X-ray emission preventing portion in the reflection X-ray transmission region. This makes it possible to provide an X-ray waveguide with improved introduction efficiency while maintaining the selectivity of the outgoing X-ray.

反射エックス線出射防止部位の位置について記述する。この反射エックス線出射防止部位は、反射エックス線透過領域を反射を繰り返し透過したエックス線が、そのまま出射されることを防止するためのものである。そのために、この反射エックス線出射防止部位は、反射エックス線透過領域中に配置される。この反射エックス線透過領域中の反射エックス線出射防止部位の位置は、反射エックス線透過領域をエックス線が透過することによる導入効率の向上と、そのまま出射されることを防止することを両立させる位置に配置されることが好ましい。具体的には、入射端から5μm以上、好ましくは50μm以上離れ、導波路長を超えない位置であり、最も好ましくは出射端に面した位置である。   The position of the reflection X-ray emission prevention part will be described. This reflection X-ray emission preventing portion is for preventing X-rays that have been repeatedly reflected through the reflection X-ray transmission region from being emitted as they are. Therefore, this reflection X-ray emission preventing portion is disposed in the reflection X-ray transmission region. The position of the reflection X-ray emission preventing portion in the reflection X-ray transmission region is arranged at a position that achieves both improvement in introduction efficiency due to X-ray transmission through the reflection X-ray transmission region and prevention of emission as it is. It is preferable. Specifically, the position is 5 μm or more, preferably 50 μm or more away from the incident end and does not exceed the waveguide length, and most preferably the position facing the emission end.

反射エックス線出射防止部位の材料について説明する。反射エックス線出射防止部位は、反射エックス線透過領域の透過エックス線を遮蔽することを目的として設置される。そのために、エックス線透過率の低い、(密度の大きな)材料を用いることが好ましい。具体的な材料としては、金属が挙げられる。さらに具体的には、Os,Ir,Pt,Au,W,Ta,Hg,Ru,Rh,Pd,Pb,Mo,Ag,Sn,Cu,Fe,Niの単体、またはこれらの元素を含む材料が挙げられる。このような反射エックス線出射防止部位は、スパッタリング、蒸着等によって形成することができる。この反射エックス線出射防止部位は、エックス線反射部位と一体のものとして形成されていてもよい。   The material of the reflection X-ray emission preventing portion will be described. The reflection X-ray emission preventing portion is installed for the purpose of shielding the transmission X-ray in the reflection X-ray transmission region. Therefore, it is preferable to use a material (low density) having a low X-ray transmittance. Specific examples of the material include metals. More specifically, a simple substance of Os, Ir, Pt, Au, W, Ta, Hg, Ru, Rh, Pd, Pb, Mo, Ag, Sn, Cu, Fe, Ni, or a material containing these elements. Can be mentioned. Such a reflection X-ray emission preventing portion can be formed by sputtering, vapor deposition, or the like. This reflection X-ray emission prevention part may be formed as an integral part of the X-ray reflection part.

この反射エックス線出射防止部位のエックス線導波方向における長さは、用いる材料において、エックス線を所望の程度低減するために必要な長さが用いられる。一方で、反射エックス線透過領域が、その効果を発揮するのに十分な長さを確保するために、この反射エックス線出射防止部位のエックス線導波方向における長さは、上述の必要な長さを超えれば、短いほうが好ましい。例としては、下限として1nm、上限の値としてエックス線導波方向における導波路の長さより5μmを差し引いた値を挙げることができ、好ましくは、下限として5nm、上限の値としてエックス線導波方向における導波路の長さより50μmを差し引いた値が挙げられる。この上限の値の表現方法として、導波路の長さを用いて表現したのは、反射エックス線透過領域の長さを5μm、好ましくは、50μm確保したいという意味を表現するためである。また、その厚さは、機能上、反射エックス線透過領域の厚さと同じか、またはより大きいことが好ましい。   As the length of the reflection X-ray emission preventing portion in the X-ray waveguide direction, a length necessary for reducing the X-rays to a desired degree is used in the material to be used. On the other hand, in order to ensure that the reflection X-ray transmission region has a sufficient length to exert its effect, the length of the reflection X-ray emission preventing portion in the X-ray waveguide direction exceeds the necessary length described above. For example, a shorter one is preferable. As an example, the lower limit is 1 nm, and the upper limit is a value obtained by subtracting 5 μm from the length of the waveguide in the X-ray waveguide direction. Preferably, the lower limit is 5 nm, and the upper limit is the guide in the X-ray waveguide direction. A value obtained by subtracting 50 μm from the length of the waveguide can be mentioned. The expression of the upper limit value is expressed by using the length of the waveguide in order to express the meaning that the length of the reflection X-ray transmission region is 5 μm, preferably 50 μm. Moreover, it is preferable that the thickness is the same or larger than the thickness of a reflective X-ray transmission area | region functionally.

(エックス線導波路の製造方法)
本発明に係るエックス線導波路の製造方法は、上記のエックス線導波路の製造方法であって、エックス線導波部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位に隣接して反射エックス線透過領域を形成する工程と、前記エックス線導波部位および前記反射エックス線透過領域に隣接して反射エックス線出射防止部位を形成する工程と、前記反射エックス線透過領域に隣接してエックス線反射部位を形成する工程とを有することを特徴とする。
(Manufacturing method of X-ray waveguide)
An X-ray waveguide manufacturing method according to the present invention is the above-described X-ray waveguide manufacturing method, wherein a step of forming an X-ray waveguide portion and a reflection X-ray transmission region are formed adjacent to the X-ray waveguide portion. Forming a reflection X-ray emission preventing portion adjacent to the X-ray waveguide portion and the reflection X-ray transmission region, and forming an X-ray reflection portion adjacent to the reflection X-ray transmission region. Features.

また、本発明に係るエックス線導波路の製造方法は、上記のエックス線導波路の製造方法であって、エックス線導波部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位に隣接して反射エックス線出射防止部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位および前記反射エックス線出射防止部位に隣接して反射エックス線透過領域を形成する工程と、前記反射エックス線透過領域に隣接してエックス線反射部位を形成する工程とを有することを特徴とする。   Further, the X-ray waveguide manufacturing method according to the present invention is the above-described X-ray waveguide manufacturing method, the step of forming the X-ray waveguide portion, and the reflection X-ray emission preventing portion adjacent to the X-ray waveguide portion. Forming a reflection X-ray transmission region adjacent to the X-ray wave guide portion and the reflection X-ray emission prevention portion, and forming an X-ray reflection portion adjacent to the reflection X-ray transmission region. It is characterized by having.

上記の製造方法において、各工程は、いずれの順序で形成されていてもよく、隣接関係は、最終的な位置関係に基づく。以下にその製造方法を工程ごとに説明する。   In the above manufacturing method, the steps may be formed in any order, and the adjacent relationship is based on the final positional relationship. The manufacturing method is demonstrated for every process below.

(2−1)エックス線導波部位を形成する工程
本発明に係るエックス線導波部位は、エックス線を導波させるためのコアと、そのコアにエックス線を閉じ込めるためのクラッドから構成される。
(2-1) Step of Forming X-Ray Waveguide Site The X-ray waveguide site according to the present invention includes a core for guiding X-rays and a clad for confining X-rays in the core.

クラッドの形成方法は、(1−4)項に記載のクラッド材料、例えば密度の大きな金属を製膜することによって行われる。この製膜方法としては、スパッタリング、蒸着等の一般的な金属膜の製造方法を用いることができる。   The cladding is formed by depositing the cladding material described in (1-4), for example, a metal having a high density. As this film forming method, a general metal film manufacturing method such as sputtering or vapor deposition can be used.

コアの形成方法は、コアに用いる材料によって大きく異なり、それぞれのコア材料の製膜方法として一般的な製造方法を用いることができる。コアの材料としては、(1−4)項に記載のコア材料を用いることができる。具体的な例としては、ポリマー、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、ベリリウム、金属酸化物を挙げることができる。これらの中で、例えば、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、金属酸化物に関しては、スパッタリングによって形成することができる。また、酸化ケイ素、金属酸化物であれば、ゾルゲル法、水熱法等によっても形成することができる。ポリマーであれば、これらの材料を溶媒に溶かし、塗布する手法を用いることができる。   The core forming method varies greatly depending on the material used for the core, and a general manufacturing method can be used as a film forming method for each core material. As the core material, the core material described in (1-4) can be used. Specific examples include polymers, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, beryllium, and metal oxides. Among these, for example, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, and metal oxide can be formed by sputtering. Moreover, if it is a silicon oxide and a metal oxide, it can form also by the sol-gel method, the hydrothermal method, etc. If it is a polymer, the method of melt | dissolving these materials in a solvent and apply | coating can be used.

このコアとして、屈折率実部の異なる少なくとも2種以上の物質による周期構造を採用する場合には、その周期構造を製造する一般的な手法を用いて形成することができる。例えば、この周期構造が一般的な多層膜構造であれば、交互スパッタリング等によって形成することが可能であり、この周期構造がメソ構造体膜であれば、ゾルゲル法、水熱法等の方法で形成することが可能である。   In the case where a periodic structure made of at least two kinds of substances having different real parts of the refractive index is adopted as the core, the core can be formed using a general technique for manufacturing the periodic structure. For example, if this periodic structure is a general multilayer film structure, it can be formed by alternating sputtering or the like. If this periodic structure is a mesostructured film, it can be formed by a method such as a sol-gel method or a hydrothermal method. It is possible to form.

このエックス線導波部位の構造としては、代表的には、コアがクラッドによって挟まれた構造が挙げられる。この構造を形成する工程の例としては、クラッドを形成した基板上にコアを形成し、その上にさらにクラッドを形成する工程を挙げることができる。   A typical structure of the X-ray waveguide portion is a structure in which a core is sandwiched between clads. As an example of the step of forming this structure, a step of forming a core on a substrate on which a clad is formed and further forming a clad thereon can be cited.

(2−2)反射エックス線透過領域を形成する工程
反射エックス線透過領域の形成方法は、用いる材料によって大きく異なり、それぞれの材料の製膜方法として一般的な製造方法を用いることができる。反射エックス線透過領域に用いる材料としては、(1−5)項に記載の材料を用いることができる。具体的な例としては、ポリマー、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、金属酸化物を挙げることができる。また、真空や、空気等のガスで満たされた状態も、エックス線透過率の観点から好ましく用いられる。これらの中で、例えば、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、金属酸化物に関しては、スパッタリングによって形成することができる。酸化ケイ素、金属酸化物であれば、ゾルゲル法、水熱法等によっても形成することができる。ポリマーであれば、これらの材料を溶媒に溶かし、塗布する手法を用いることができる。真空や、空気等のガスで満たされた状態であれば、スペーサーを導入し、残存する空間を、真空とする、ガスで満たすことにより形成することができる。
(2-2) Step of forming a reflective X-ray transmissive region The method of forming the reflective X-ray transmissive region varies greatly depending on the material used, and a general manufacturing method can be used as a film forming method of each material. As a material used for the reflection X-ray transmission region, the material described in the item (1-5) can be used. Specific examples include polymers, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, and metal oxides. A state filled with a gas such as vacuum or air is also preferably used from the viewpoint of X-ray transmittance. Among these, for example, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, and metal oxide can be formed by sputtering. If it is a silicon oxide and a metal oxide, it can form also by the sol-gel method, the hydrothermal method, etc. If it is a polymer, the method of melt | dissolving these materials in a solvent and apply | coating can be used. If it is in a state of being filled with a gas such as a vacuum or air, it can be formed by introducing a spacer and filling the remaining space with a gas that is evacuated.

(2−3)反射エックス線出射防止部位を形成する工程
反射エックス線出射防止部位の形成方法は、用いる材料によって大きく異なるが、それぞれの材料の製膜方法として一般的な製造方法を用いることができる。反射エックス線出射防止部位に用いる材料としては、(1−7)項に記載の材料を用いることができる。具体的な材料としては、密度の大きな金属が挙げられる。この製膜方法としては、スパッタリング、蒸着等の一般的な金属膜の製造方法が用いることができる。
(2-3) Step of forming the reflection X-ray emission preventing portion The method of forming the reflection X-ray emission prevention portion varies greatly depending on the material to be used, but a general manufacturing method can be used as a film forming method for each material. As a material used for the reflection X-ray emission preventing portion, the material described in the item (1-7) can be used. Specific examples of the material include a metal having a high density. As this film forming method, a general metal film manufacturing method such as sputtering or vapor deposition can be used.

反射エックス線出射防止部位は、最終的に、反射エックス線透過領域中に配置される必要がある。これを可能とするために、反射エックス線出射防止部位の形成は、例えば以下の2通りの方法で行われる。
(A)反射エックス線出射防止部位を形成した後に反射エックス線透過領域を形成する方法。
(B)反射エックス線出射防止部位を形成する前に反射エックス線透過領域を形成する方法。
Finally, the reflection X-ray emission preventing portion needs to be disposed in the reflection X-ray transmission region. In order to enable this, the formation of the reflection X-ray emission preventing portion is performed by, for example, the following two methods.
(A) A method of forming a reflection X-ray transmission region after forming a reflection X-ray emission preventing portion.
(B) A method of forming a reflection X-ray transmission region before forming the reflection X-ray emission preventing portion.

(A)の場合には、反射エックス線透過領域を形成する前に、後に反射エックス線透過領域中となる領域に反射エックス線出射防止部位を形成する。例えば、まず、エックス線導波部位上に反射エックス線出射防止部位を位置選択的に形成した後に、反射エックス線透過領域を形成する方法がおこなわれる。この位置選択的な形成方法の例としては、マスクを用いての製膜、全面に製膜を行ってからの位置選択的なエッチングを挙げることができる。   In the case of (A), before forming the reflection X-ray transmission region, a reflection X-ray emission preventing portion is formed in a region that will later become the reflection X-ray transmission region. For example, a method of forming a reflection X-ray transmission region after first forming a reflection X-ray emission prevention portion on the X-ray waveguide portion in a position-selective manner is performed. Examples of the position-selective formation method include film formation using a mask and position-selective etching after film formation is performed on the entire surface.

(B)の場合には、反射エックス線出射防止部位を形成する前に反射エックス線透過領域を形成する工程がおこなわれるために、前記反射エックス線透過領域中に反射エックス線出射防止部位を形成する領域を確保することがおこなわれる。この確保の方法の例としては、エックス線透過領域を位置選択的に形成することが挙げられる。この位置選択的な形成方法の例としては、マスクを用いての製膜、全面に製膜を行ってからの位置選択的なエッチングを挙げることができる。また、反射エックス線出射防止部位を形成する前に反射エックス線透過領域を形成した場合には、反射エックス線出射防止部位の形成工程は、(2−4)のエックス線反射部位を形成する工程と同時、または連続的に行われることも好ましく行われる。   In the case of (B), the step of forming the reflection X-ray transmission region is performed before the formation of the reflection X-ray emission prevention region, so that a region for forming the reflection X-ray emission prevention region is secured in the reflection X-ray transmission region. To be done. As an example of the securing method, an X-ray transmission region can be selectively formed. Examples of the position-selective formation method include film formation using a mask and position-selective etching after film formation is performed on the entire surface. Further, when the reflection X-ray transmission preventing region is formed before forming the reflection X-ray emission preventing portion, the step of forming the reflection X-ray emission preventing portion is performed simultaneously with the step of forming the X-ray reflection portion of (2-4), or It is also preferably performed continuously.

(2−4)エックス線反射部位を形成する工程
エックス線反射部位の形成方法は、用いる材料によって大きく異なるが、それぞれの材料の製膜方法として一般的な製造方法を用いることができる。エックス線反射部位に用いる材料としては、(1−6)項に記載の材料を用いることができる。具体的な材料としては、密度の大きな金属が挙げられる。この製膜方法としては、スパッタリング、蒸着等の一般的な金属膜の製造方法が用いることができる。この工程は、(2−3)の反射エックス線出射防止部位を形成する工程と同時、または連続的に行われることも好ましく行われる。
(2-4) Step of forming X-ray reflection site The method of forming the X-ray reflection site varies greatly depending on the material to be used, but a general manufacturing method can be used as a film forming method for each material. As a material used for the X-ray reflection part, the material described in the item (1-6) can be used. Specific examples of the material include a metal having a high density. As this film forming method, a general metal film manufacturing method such as sputtering or vapor deposition can be used. This step is also preferably performed simultaneously or continuously with the step (2-3) of forming the reflection X-ray emission preventing portion.

エックス線反射部位が(1−6)項に記載のように、同時に隣接するエックス線導波部位のクラッドとして機能する構成を形成する場合には、このエックス線反射部位兼クラッドを形成した後に、(2−1)項に記載のコア、さらに対向するクラッドを形成する工程がおこなわれてよい。   In the case of forming a structure in which the X-ray reflection part functions as the cladding of the adjacent X-ray waveguide part at the same time as described in (1-6), after the X-ray reflection part / cladding is formed, (2- The step of forming the core described in the item 1) and the opposing clad may be performed.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明の方法は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the method of the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
本実施例では、本発明のエックス線導波路を特徴づける構成の効果について分類して記述する。
Example 1
In this embodiment, the effects of the configuration characterizing the X-ray waveguide of the present invention are classified and described.

(1−1)反射エックス線透過領域の厚さとエックス線導入回数の関係
図5には、以下の条件の構成を図1の配置としたエックス線導波路に、以下の条件でエックス線を入射した場合のエックス線導入回数の反射エックス線透過領域の厚さ依存性の計算結果を示す。本計算は、図1のエックス線導波路の配置とエックス線の入射角度から幾何学的に導入回数を求めたものである。
(1-1) Relationship between thickness of reflection X-ray transmission region and number of X-ray introductions FIG. 5 shows an X-ray when X-rays are incident on an X-ray waveguide having the following conditions arranged as shown in FIG. The calculation result of the thickness dependence of the reflection X-ray transmission area | region of the frequency | count of introduction is shown. In this calculation, the number of introductions is obtained geometrically from the arrangement of the X-ray waveguide of FIG. 1 and the incident angle of the X-ray.

(構成:固定条件)
導波路長:10mm
エックス線反射部位材料:W
出射防止部位の材料:W
出射防止部位の位置:出射末端
出射防止部位の長さ:100μm
(構成:変動条件)
反射エックス線透過領域の厚さ:1から1000nm
(エックス線の入射条件)
エックス線の入射角度:0.5度
エックス線のエネルギー:8042eV
(Configuration: Fixed condition)
Waveguide length: 10mm
X-ray reflective part material: W
Outgoing prevention part material: W
Position of emission preventing portion: Length of emission end emission preventing portion: 100 μm
(Composition: Variable conditions)
Reflective X-ray transmission region thickness: 1 to 1000 nm
(X-ray incidence conditions)
X-ray incident angle: 0.5 degree X-ray energy: 8042 eV

図5の縦軸はエックス線の導入回数(N)、横軸は反射エックス線透過領域の厚さ(T)を意味する。本発明のエックス線導波路では、従来の共鳴カップリング法では、一度であったエックス線導波路への導入機会を、複数回とすることによって、課題であったエックス線の導入効率を向上させることを特徴とする。図5より、反射エックス線透過領域の厚さを1から10000nmとすることにより、従来の共鳴カップリング法では、一度であった導波路への導入機会を、複数回とすることができることが確認された。   The vertical axis in FIG. 5 represents the number of times X-rays are introduced (N), and the horizontal axis represents the thickness (T) of the reflective X-ray transmission region. The X-ray waveguide of the present invention is characterized in that the introduction efficiency of the X-ray, which has been a problem, is improved by setting the introduction opportunity to the X-ray waveguide once in the conventional resonance coupling method. And FIG. 5 confirms that the thickness of the reflective X-ray transmission region is 1 to 10000 nm, so that the conventional resonance coupling method can introduce the waveguide into the waveguide once. It was.

(1−2)反射エックス線透過領域の材料が導入効率に与える影響
以下の条件の構成を図1の配置としたエックス線導波路に、以下の条件でエックス線を導入した場合のエックス線導入効率の反射エックス線透過領域の材料依存性の計算結果を、従来の(導入機会が1度の)共鳴カップリング法における導入効率を1として示す。本計算結果は、図1のエックス線導波路の配置とエックス線の入射角度、クラッド部位、エックス線反射部位における反射効率、反射エックス線透過領域、エックス線出射防止部位による吸収から算出されたものである。
(1-2) Influence of material of reflective X-ray transmission region on introduction efficiency Reflection X-ray of X-ray introduction efficiency when X-ray is introduced under the following conditions into an X-ray waveguide having the arrangement of the following conditions as shown in FIG. The calculation result of the material dependence of the transmission region is shown with the introduction efficiency in the conventional resonance coupling method (with one introduction opportunity) as 1. This calculation result is calculated from the arrangement of the X-ray waveguide of FIG. 1 and the incident angle of the X-ray, the reflection efficiency at the clad part, the X-ray reflection part, the reflection X-ray transmission region, and the absorption by the X-ray emission prevention part.

なお、エックス線導入効率は、一度の全反射の際に導入されるエックス線の光子数/入射されたエックス線の全光子数を意味する。   The X-ray introduction efficiency means the number of photons of X-rays introduced at the time of one total reflection / the total number of photons of incident X-rays.

(構成:固定条件)
導波路長:5mm
エックス線反射部位材料:W
出射防止部位材料:W
出射防止部位の位置:出射末端
出射防止部位の長さ:100μm
エックス線透過部位の厚さ:10nm
各導入機会における導入効率:1%
(構成:変動条件)
反射エックス線透過領域の材料:ポリスチレン、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素、酸化チタン
(エックス線の入射条件)
エックス線の入射角度:0.4度
エックス線のエネルギー:8042eV
結果を表1に示す。
(Configuration: Fixed condition)
Waveguide length: 5mm
X-ray reflective part material: W
Outgoing prevention part material: W
Position of emission preventing portion: Length of emission end emission preventing portion: 100 μm
X-ray transmission site thickness: 10nm
Introduction efficiency at each introduction opportunity: 1%
(Composition: Variable conditions)
Reflective X-ray transmission region materials: polystyrene, carbon, carbon tetraboride, silicon oxide, titanium oxide (X-ray incident conditions)
X-ray incident angle: 0.4 degree X-ray energy: 8042 eV
The results are shown in Table 1.

Figure 2013050334
Figure 2013050334

表1から、本発明のエックス線導波路は、表1に記載のいずれの反射エックス線透過領域の材料を用いた時でも、従来の導波路と比較して、高い導入効率を与えることが確認された。中でも、より低密度の材料である、ポリスチレン、炭素、四ホウ化炭素、酸化ケイ素を用いた場合には、高い導入効率を与えることが確認された。   From Table 1, it was confirmed that the X-ray waveguide of the present invention gives high introduction efficiency as compared with the conventional waveguide even when any of the reflective X-ray transmission region materials shown in Table 1 is used. . In particular, it was confirmed that high introduction efficiency was obtained when polystyrene, carbon, carbon tetraboride, and silicon oxide, which are lower density materials, were used.

(1−3)反射エックス線出射防止部位の位置が導入効率に与える影響
以下の条件の構成を図1の配置としたエックス線導波路に、以下の条件でエックス線を入射した場合のエックス線導入効率の反射エックス線出射防止部位の位置依存性の計算結果を、従来の(導入機会が1度の)共鳴カップリング法における導入効率を1として示す。本計算結果は、図1のエックス線導波路の配置とエックス線の入射角度、クラッド部位、エックス線反射部位における反射効率、エックス線透過部位、エックス線出射防止部位による吸収から算出されたのである。
(1-3) Effect of position of reflection X-ray emission preventing part on introduction efficiency Reflection of X-ray introduction efficiency when X-rays are incident on an X-ray waveguide having the following conditions configured as shown in FIG. The calculation result of the position dependency of the X-ray emission preventing part is shown with the introduction efficiency in the conventional resonance coupling method (with one introduction opportunity) as 1. This calculation result was calculated from the arrangement of the X-ray waveguide of FIG. 1 and the incident angle of the X-ray, the reflection efficiency at the clad part, the X-ray reflection part, the absorption by the X-ray transmission part, and the X-ray emission prevention part.

(構成:固定条件)
導波路長:5mm
エックス線反射部位材料:W
出射防止部位材料:W
出射防止部位の長さ:100μm
エックス線透過部位の厚さ:10nm
各導入機会における導入効率:1%
反射エックス線透過領域の材料:ポリスチレン
(構成:変動条件)
出射防止部位位置:導波路の入射側端部から出射防止部位の入射側の端部までの距離(L)0から4900μm
(エックス線の入射条件)
エックス線の入射角度:0.4度
エックス線のエネルギー:8042eV
その結果を図6に示す。
(Configuration: Fixed condition)
Waveguide length: 5mm
X-ray reflective part material: W
Outgoing prevention part material: W
Length of emission preventing part: 100 μm
X-ray transmission site thickness: 10nm
Introduction efficiency at each introduction opportunity: 1%
Reflective X-ray transmission region material: Polystyrene (Composition: Variable condition)
Output prevention site position: Distance (L) from 0 to 4900 μm from the incident side end of the waveguide to the input side end of the output prevention site
(X-ray incidence conditions)
X-ray incident angle: 0.4 degree X-ray energy: 8042 eV
The result is shown in FIG.

図6の縦軸はエックス線導入効率(E)、横軸はエックス線導波路の入射側端部から反射エックス線出射防止部位の入射側の端部までの距離(L)を意味する。ここから、反射エックス線出射防止部位の位置は、導波路の入射側端部から出射防止部位の入射側の端部までの距離が5μm程度から効果があり、50μm以上で、ほぼ一定に達することが確認された。   The vertical axis in FIG. 6 represents the X-ray introduction efficiency (E), and the horizontal axis represents the distance (L) from the incident side end of the X-ray waveguide to the incident side end of the reflection X-ray emission preventing portion. From here, the position of the reflection X-ray emission preventing part is effective from the distance from the incident side end of the waveguide to the incident side end of the emission preventing part being approximately 5 μm, and can reach almost constant at 50 μm or more. confirmed.

(実施例2)
本実施例では、本発明のエックス線導波路の製造方法、およびその効果について記述する。
(Example 2)
In this example, a method for manufacturing an X-ray waveguide of the present invention and the effect thereof will be described.

(2−1)
本実施例では、図1で示した構成の導波路について、エックス線導波部位のコアとして、メソ構造体膜を使用したエックス線導波路の製造方法と、導波路特性について説明する。
(2-1)
In this embodiment, an X-ray waveguide manufacturing method using a mesostructured film as the core of the X-ray waveguide portion and the waveguide characteristics of the waveguide having the configuration shown in FIG. 1 will be described.

(2−1−1)エックス線導波部位を形成する工程
メソ構造体膜のコアをタングステンのクラッドで挟み込んだエックス線導波部位を形成する工程について記載する。
(2-1-1) Step of forming X-ray waveguide portion A step of forming an X-ray waveguide portion in which the core of the mesostructured film is sandwiched between tungsten clads will be described.

シリコン基板にエックス線導波部位のクラッドとなるタングステンをスパッタリングによって製膜する。そのタングステン上にメソ構造体膜を形成する。メソ構造体の形成は、(a)メソ構造体膜の前駆体溶液の調製と(b)製膜とから構成され、(c)評価を行うことにより、同膜の周期構造が確認される。   Tungsten serving as a clad for the X-ray waveguide region is formed on the silicon substrate by sputtering. A mesostructure film is formed on the tungsten. Formation of the mesostructure is composed of (a) preparation of a precursor solution of the mesostructure film and (b) film formation, and (c) the periodic structure of the film is confirmed by performing the evaluation.

(a)メソ構造体膜の前駆体溶液調製
ラメラ構造を持つ酸化ケイ素メソ構造体膜は、ディップコート法で調製される。メソ構造体の前駆体溶液は、エタノール、0.01M塩酸、テトラエトキシシランを加え20分間混合した溶液にブロックポリマーのエタノール溶液を加え、3時間攪拌して調製される。なお、ブロックポリマーは、エチレンオキサイド(20)プロピレンオキサイド(70)エチレンオキサイド(20):(カッコ内は、各ブロックの繰り返し数))である。混合比(モル比)は、テトラエトキシシラン:1.0、塩酸:0.0011、エタノール:5.2、ブロックポリマー:0.026、エタノール:3.5とする。溶液は、膜厚調整の目的で適宜希釈して使用する。
(A) Preparation of precursor solution of mesostructured film A silicon oxide mesostructured film having a lamellar structure is prepared by a dip coating method. The precursor solution of the mesostructure is prepared by adding an ethanol solution of a block polymer to a solution obtained by adding ethanol, 0.01M hydrochloric acid and tetraethoxysilane and mixing for 20 minutes, and stirring for 3 hours. In addition, a block polymer is ethylene oxide (20) propylene oxide (70) ethylene oxide (20): (the number of repetition of each block is in parentheses)). The mixing ratio (molar ratio) is tetraethoxysilane: 1.0, hydrochloric acid: 0.0011, ethanol: 5.2, block polymer: 0.026, and ethanol: 3.5. The solution is appropriately diluted and used for the purpose of adjusting the film thickness.

(b)メソ構造体膜の製膜
先に調製したタングステンスパッタリング基板に、ディップコートを行う。製膜後、膜は恒温恒湿槽で保持される。
(B) Film formation of mesostructured film Dip coating is performed on the tungsten sputtering substrate prepared previously. After film formation, the film is held in a constant temperature and humidity chamber.

(c)評価
調製されたメソ構造体膜をブラッグ−ブレンターノ配置のエックス線回折分析を行う。その結果、このメソ構造体膜は,基板面の法線方向に高い秩序性をもち、その面間隔つまり閉じ込め方向における周期が、10.24nmであることが確認される。その膜厚はおよそ500nmである。
(C) Evaluation The prepared mesostructured film is subjected to X-ray diffraction analysis in a Bragg-Brentano configuration. As a result, it is confirmed that this mesostructured film has high ordering in the normal direction of the substrate surface, and the interval between the surfaces, that is, the period in the confinement direction, is 10.24 nm. Its film thickness is approximately 500 nm.

同メソ構造体膜上に、さらに、クラッドとなるタングステンをスパッタリングによって製膜することで、エックス線導波部位を形成する。   On the mesostructured film, tungsten serving as a clad is further formed by sputtering to form an X-ray waveguide region.

この構成は、コアである多層膜の周期と、それをなす物質の屈折率実部の関係が式(6)を満たしている。そのために、12400エレクトロンボルトのエックス線は、コアとクラッドの界面における全反射臨界角(約0.35°)以下の角度であるブラッグ角0.28°付近の有効伝搬角度で伝播され、クラッドとコアの界面における全反射によりコアに閉じ込められる。つまり、導波部位に導波モードが励起される。   In this configuration, the relationship between the period of the multilayer film as the core and the real part of the refractive index of the material forming the core satisfies Expression (6). Therefore, X-rays of 12400 electron volts are propagated at an effective propagation angle near the Bragg angle of 0.28 °, which is an angle less than the total reflection critical angle (about 0.35 °) at the interface between the core and the cladding. It is confined in the core by total reflection at the interface. That is, the waveguide mode is excited in the waveguide portion.

この導波モードは、コア中での多重干渉の結果得られる周期共鳴導波モードである。この導波モードの電場強度の極大値の数は多層膜の周期数に一致し、その値は、構造性の非対称性による偏りは見られるがコアの中心付近ほど強くなる。また、この導波モードは損失が小さいので効率の良い導波部位を実現できることになる。   This guided mode is a periodic resonant guided mode obtained as a result of multiple interference in the core. The number of maximal values of the electric field intensity of the waveguide mode matches the number of periods of the multilayer film, and the value becomes stronger near the center of the core, although there is a bias due to the asymmetry of the structure. In addition, since this waveguide mode has a small loss, an efficient waveguide portion can be realized.

(2−1−2)反射エックス線透過領域を形成する工程
上記のエックス線導波部位上にカーボンをスパッタリングにより製膜することにより反射エックス線透過領域を形成する。カーボン膜の膜厚は10nmである。この際、エックス線導波路の出射端100μmの領域を、反射エックス線出射防止部位を形成する領域として確保するために、同領域をマスクによって覆うことでカーボンの堆積は防止される。
(2-1-2) Step of forming a reflection X-ray transmission region A reflection X-ray transmission region is formed by forming a film of carbon on the above X-ray waveguide region by sputtering. The film thickness of the carbon film is 10 nm. At this time, in order to secure the region of the emission end of 100 μm of the X-ray waveguide as a region for forming the reflection X-ray emission prevention portion, carbon deposition is prevented by covering the region with a mask.

(2−1−3)反射エックス線出射防止部位を形成する工程、エックス線反射部位を形成する工程
上記の反射エックス線透過領域上にスパッタリングにより、タングステンの膜を形成することにより反射エックス線出射防止部位と、エックス線反射部位を形成する。タングステンの膜厚は、50nmである。
(2-1-3) Step of forming a reflection X-ray emission preventing portion, step of forming an X-ray reflection portion A reflection X-ray emission prevention portion by forming a tungsten film on the above-mentioned reflection X-ray transmission region by sputtering, X-ray reflection site is formed. The film thickness of tungsten is 50 nm.

(2−1−4)評価
(2−1−1)から(2−1−3)までの工程を通して調製された本発明のエックス線導波路と、(2−1−1)の工程のみで形成された従来型の導波路との比較を行う。このときのエックス線の入射条件は、以下の通りとする。
エックス線の入射角度:0.28度
エックス線のエネルギー:12400eV
本発明のエックス線導波路における、共鳴カップリング法でエックス線を導入した時のエックス線の透過率は、従来型の透過率と比較して約2倍の値を示す。このことから、本発明の製造方法によって、導入効率の高い、共鳴カップリングによってエックス線を導入するエックス線導波路を提供できることが示される。
(2-1-4) Evaluation The X-ray waveguide of the present invention prepared through the processes from (2-1-1) to (2-1-3), and formed only by the process of (2-1-1). Comparison with the conventional waveguide is performed. The X-ray incidence conditions at this time are as follows.
X-ray incident angle: 0.28 degrees X-ray energy: 12400 eV
In the X-ray waveguide of the present invention, the X-ray transmittance when the X-ray is introduced by the resonance coupling method is about twice as high as that of the conventional transmittance. This shows that the manufacturing method of the present invention can provide an X-ray waveguide with high introduction efficiency and introducing X-rays by resonance coupling.

(2−2)
本項では、図4に示した構成のエックス線導波路について、エックス線導波部位のコアとして、アルミナ―炭素の多層膜を使用したエックス線導波路の製造方法と、導波路特性について記述する。
(2-2)
In this section, an X-ray waveguide manufacturing method using an alumina-carbon multilayer film as the core of the X-ray waveguide portion and the waveguide characteristics of the X-ray waveguide having the configuration shown in FIG. 4 will be described.

(2−2−1)エックス線導波部位を形成する工程
アルミナ−炭素の多層膜のコアをタングステンのクラッドで挟み込んだエックス線導波部位を形成する工程について記載する。
(2-2-1) Step of Forming X-Ray Waveguide Portion A step of forming an X-ray waveguide portion in which the core of an alumina-carbon multilayer film is sandwiched between tungsten clads is described.

シリコン基板にエックス線導波部位のクラッドとなるタングステンをスパッタリングによって製膜する。そのタングステン上にアルミナ−炭素の多層膜スパッタリングによって形成する。さらに同多層膜上に、クラッドとなるタングステンをスパッタリングによって製膜することで、エックス線導波部位を形成する。   Tungsten serving as a clad for the X-ray waveguide region is formed on the silicon substrate by sputtering. An alumina-carbon multilayer film is formed on the tungsten by sputtering. Furthermore, an X-ray waveguide region is formed on the multilayer film by depositing tungsten as a clad by sputtering.

(2−2−2)反射エックス線透過領域を形成する工程
上記のエックス線導波部位上に酸化ケイ素をスパッタリングにより製膜することにより反射エックス線透過領域を形成する。酸化ケイ素膜の膜厚は10nmである。この際、エックス線導波路の出射端100μmの領域を、反射エックス線出射防止部位を形成する領域として確保するために、同領域をマスクによって覆うことで酸化ケイ素の堆積は防止される。
(2-2-2) Step of forming a reflection X-ray transmission region A reflection X-ray transmission region is formed by forming a silicon oxide film on the above X-ray waveguide region by sputtering. The film thickness of the silicon oxide film is 10 nm. At this time, in order to secure the region of the emission end of 100 μm of the X-ray waveguide as a region for forming the reflection X-ray emission prevention portion, deposition of silicon oxide is prevented by covering the region with a mask.

(2−2−3)反射エックス線出射防止部位を形成する工程、エックス線反射部位を形成する工程
上記の反射エックス線透過領域上にスパッタリングにより、タングステンの膜を形成することにより反射エックス線出射防止部位と、エックス線反射部位を形成する。タングステンの膜厚は、たとえば50nmである。
(2-2-3) Step of forming a reflection X-ray emission preventing portion, step of forming an X-ray reflection portion A reflection X-ray emission prevention portion by forming a tungsten film on the above-mentioned reflection X-ray transmission region by sputtering, X-ray reflection site is formed. The film thickness of tungsten is, for example, 50 nm.

(2−2−4)評価
(2−2−1)から(2−2−3)までの工程を通して調製された本発明のエックス線導波路と、(2−2−1)の工程のみで形成された従来型の導波路との比較を行う。このときのエックス線の入射条件は、以下の通りとする。
エックス線の入射角度:0.4度
エックス線のエネルギー:8042eV
本発明のエックス線導波路における、共鳴カップリング法でエックス線を導入した時のエックス線の透過率は、従来型の透過率と比較して約2.5倍の値を示す。ここから、本発明の製造方法によって、導入効率の高い、共鳴カップリングによってエックス線を導入するエックス線導波路を提供できることが示される。
(2-2-4) Evaluation The X-ray waveguide of the present invention prepared through the processes from (2-2-1) to (2-2-3), and formed only by the process of (2-2-1) Comparison with the conventional waveguide is performed. The X-ray incidence conditions at this time are as follows.
X-ray incident angle: 0.4 degree X-ray energy: 8042 eV
In the X-ray waveguide of the present invention, the X-ray transmittance when the X-ray is introduced by the resonance coupling method is about 2.5 times the value of the conventional transmittance. From this, it is shown that the manufacturing method of the present invention can provide an X-ray waveguide that introduces X-rays by resonance coupling with high introduction efficiency.

本発明のエックス線導波路は、エックス線を用いた撮像、露光、分析等におけるエックス線光学系に用いられる部品等に利用することができる。   The X-ray waveguide of the present invention can be used for components used in an X-ray optical system in imaging, exposure, analysis, etc. using X-rays.

1000 エックス線導波部位
1002 コア
1004 クラッド
1010 入射されるエックス線
1015 エックス線の入射角度
1020 反射されたエックス線
1030 コアに導入されたエックス線
1031 コアに導入されたエックス線
1040 反射エックス線透過領域
1050 エックス線反射部位
1060 出射するエックス線
1070 反射エックス線出射防止部位
1090 導波するエックス線
1000 X-ray waveguide region 1002 Core 1004 Cladding 1010 Incident X-ray 1015 Incident angle of X-ray 1020 Reflected X-ray 1030 X-ray introduced into the core 1031 X-ray introduced into the core 1040 Reflective X-ray transmission region 1050 X-ray reflection region 1060 X-ray 1070 Reflected X-ray emission prevention portion 1090 X-ray guided

Claims (7)

共鳴カップリングによってエックス線を導入するエックス線導波路であって、エックス線を導波させるためのコアと、前記コアに前記エックス線を閉じ込めるためのクラッドからなり、前記コアと前記クラッドの界面での全反射の際に入射したエックス線を前記コアに閉じ込めてエックス線を導波するエックス線導波部位と、前記全反射によって前記クラッドの表面で反射した反射エックス線を透過する反射エックス線透過領域と、前記反射エックス線透過領域を透過した前記反射エックス線を反射して、再度クラッドの表面に前記反射エックス線を到達させるエックス線反射部位と、前記反射エックス線透過領域から直接外部へエックス線が出射するのを防止する反射エックス腺出射防止部位を有することを特徴とするエックス線導波路。   An X-ray waveguide for introducing X-rays by resonance coupling, comprising a core for guiding X-rays and a clad for confining the X-rays in the core, and the total reflection at the interface between the core and the cladding An X-ray waveguide part for confining the incident X-ray in the core and guiding the X-ray, a reflection X-ray transmission region for transmitting the reflection X-ray reflected on the surface of the clad by the total reflection, and the reflection X-ray transmission region An X-ray reflection part that reflects the transmitted X-rays and makes the reflection X-rays reach the surface of the cladding again, and a reflection X-ray emission prevention part that prevents the X-rays from directly exiting from the reflection X-ray transmission region. An X-ray waveguide comprising: 前記エックス線を導波するエックス線導波部位と、前記エックス線導波部位に隣接して設けられた反射エックス線透過領域と、前記反射エックス線透過領域に隣接して設けられたエックス線反射部位と、前記反射エックス線透過領域中に設けられた反射エックス腺出射防止部位を有することを特徴とする請求項1に記載のエックス線導波路。   An X-ray waveguide part for guiding the X-ray, a reflective X-ray transmission region provided adjacent to the X-ray waveguide part, an X-ray reflection part provided adjacent to the reflection X-ray transmission region, and the reflection X-ray The X-ray waveguide according to claim 1, further comprising a reflection X-ray emission prevention portion provided in the transmission region. 前記エックス線導波部位と対向する位置にエックス線反射部位を有することを特徴とする請求項1または2に記載のエックス線導波路。   3. The X-ray waveguide according to claim 1, wherein the X-ray waveguide has an X-ray reflection part at a position facing the X-ray waveguide part. 4. 前記反射エックス線透過領域が有機物、炭素、ホウ素化合物または酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項1または2に記載のエックス線導波路。   3. The X-ray waveguide according to claim 1, wherein the reflective X-ray transmission region is made of an organic material, carbon, boron compound, or silicon oxide. 前記エックス線導波部位が、エックス線を導波させるためのコアと、前記コアにエックス線を閉じ込めるためのクラッドとを備え、前記コアは、屈折率実部が異なる複数の物質を含む周期構造を有し、前記クラッドは、前記コアと前記クラッドの界面での全反射臨界角が前記コアの周期構造の周期性に起因するブラッグ角よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載のエックス線導波路。   The X-ray waveguide part includes a core for guiding X-rays and a clad for confining the X-rays in the core, and the core has a periodic structure including a plurality of substances having different real refractive index parts. The clad is configured such that a total reflection critical angle at an interface between the core and the clad is larger than a Bragg angle resulting from periodicity of the periodic structure of the core. The X-ray waveguide according to any one of Items 4 to 4. 請求項1乃至5のいずれかに記載のエックス線導波路の製造方法であって、エックス線導波部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位に隣接して反射エックス線透過領域を形成する工程と、前記エックス線導波部位および前記反射エックス線透過領域に隣接して反射エックス線出射防止部位を形成する工程と、前記反射エックス線透過領域に隣接してエックス線反射部位を形成する工程とを有することを特徴とするエックス線導波路の製造方法。   A method for manufacturing an X-ray waveguide according to any one of claims 1 to 5, wherein a step of forming an X-ray waveguide portion, and a step of forming a reflective X-ray transmission region adjacent to the X-ray waveguide portion; A step of forming a reflection X-ray emission preventing portion adjacent to the X-ray waveguide portion and the reflection X-ray transmission region; and a step of forming an X-ray reflection portion adjacent to the reflection X-ray transmission region. X-ray waveguide manufacturing method. 請求項1乃至5のいずれかに記載のエックス線導波路の製造方法であって、エックス線導波部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位に隣接して反射エックス線出射防止部位を形成する工程と、前記エックス線導波部位および前記反射エックス線出射防止部位に隣接して反射エックス線透過領域を形成する工程と、前記反射エックス線透過領域に隣接してエックス線反射部位を形成する工程とを有することを特徴とするエックス線導波路の製造方法。   A method for manufacturing an X-ray waveguide according to any one of claims 1 to 5, wherein a step of forming an X-ray waveguide portion, and a step of forming a reflection X-ray emission preventing portion adjacent to the X-ray waveguide portion; And a step of forming a reflection X-ray transmission region adjacent to the X-ray waveguide region and the reflection X-ray emission prevention region, and a step of forming an X-ray reflection region adjacent to the reflection X-ray transmission region. A method for manufacturing an X-ray waveguide.
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