JP2021110538A - X-ray imaging device and X-ray imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線を用いた撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging device and an imaging method using X-rays.
一般に、原子レベルの物理現象は極めて短い時間の間に起こるため、現ピコ秒程の時間分解能が実現可能な測定技術は、固体材料、生体材料など幅白い分野の研究にとって重要である。例えば、電気・電子工学、医療など様々な分野において利用可能な技術である。 In general, physical phenomena at the atomic level occur in an extremely short time, so measurement techniques that can achieve a time resolution of the current picoseconds are important for research in a wide range of fields such as solid materials and biological materials. For example, it is a technology that can be used in various fields such as electrical / electronic engineering and medical treatment.
例えば、非特許文献1には、可視光を使った高速イメージング技術によって、ピコ秒程度短い時間間隔の材料の変化を捉える方法が記載されている。また、特許文献1には湾曲結晶を用いて高速観察が可能になる方法が記載されている。
For example, Non-Patent
従来、熱キャリアのひとつであるフォノンのダイナミクスを理解するためにはピコ秒オーダーのダイナミクス測定が必要となるため、当該測定においてはポンプアンドプローブ法が用いられてきた。ポンプアンドプローブ法は、再現性の良い実験にのみ適応可能な手法であるため、ピコ秒オーダーのような瞬間的なダイナミクス計測に用いることは望ましくない。より詳細な現象の理解のためには、単一のパルスのよるダイナミクス測定が望まれている。 Conventionally, in order to understand the dynamics of phonons, which are one of the thermal carriers, it is necessary to measure the dynamics on the order of picoseconds. Therefore, the pump-and-probe method has been used in the measurement. Since the pump-and-probe method is a method that can be applied only to experiments with good reproducibility, it is not desirable to use it for instantaneous dynamics measurement such as picosecond order. For a more detailed understanding of the phenomenon, dynamics measurement using a single pulse is desired.
本発明者は、X線を用いて原子的な構造変化をナノ秒やピコ秒の高い時間分解能で観測可能とし、従来の検出器によるミリ秒程度の時間分解能やポンプアンドプローブ法のような高い再現性を有する系以外の測定方法では、観測できなかったものを観測可能とした。本発明の一側面としては、X線検出器の時間分解能を高めることなく、時間分解能が高い計測を行うことができるX線撮像装置及びX線撮像方法を提供することを目的とする。 The present inventor makes it possible to observe atomic structural changes with high time resolution of nanoseconds and picoseconds using X-rays, and has high time resolution of about millisecond by a conventional detector and high time resolution like the pump and probe method. Those that could not be observed by measurement methods other than those with reproducibility were made observable. One aspect of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method capable of performing measurement with high time resolution without increasing the time resolution of the X-ray detector.
一実施の形態によるX線測定装置は、試料に照射されたX線を観測するX線撮像装置であって、複数の波長を含むX線の入射方向に配置された複数の結晶板を有した第1の結晶板群と、前記第1の結晶板群と所定距離隔てて配置され、前記第1の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板によって複数の波長に分離されたX線が入射される複数の結晶板であって、前記分離されたX線のそれぞれを含むX線群を前記試料に入射する前記複数の結晶板を有する第2の結晶板群と、を有した第1の光学系、を備えることを特徴とするX線撮像装置として構成される。 The X-ray measuring device according to one embodiment is an X-ray imaging device for observing X-rays applied to a sample, and has a plurality of crystal plates arranged in an incident direction of X-rays including a plurality of wavelengths. The first crystal plate group and the first crystal plate group are arranged at a predetermined distance from each other, and X-rays separated into a plurality of wavelengths by each crystal plate constituting the first crystal plate group are incident. A first optical group having a plurality of crystal plates, and a second crystal plate group having the plurality of crystal plates in which an X-ray group containing each of the separated X-rays is incident on the sample. It is configured as an X-ray imaging apparatus, which comprises a system.
一実施の形態によれば、X線検出器の時間分解能を高めることなく、時間分解能が高い計測を行うことができる。 According to one embodiment, it is possible to perform measurement with high time resolution without increasing the time resolution of the X-ray detector.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiment, the members having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. Further, in the following embodiments, the description of the same or similar parts is not repeated in principle unless it is particularly necessary.
(検討事項)
<X線撮像装置について>
以下、実施の形態を説明する前に、本発明者が検討した事項について説明する。
前述したように、ナノ秒やピコ秒の高い時間分解能を有する測定方法は、様々な分野で利用可能な技術であるが、これを実現することは難しい。本発明者は、検討例として、複数の波長を有するX線と波長によって光路差を変える機構を検討した。検討例のX線撮像装置であれば、複数の波長を有するX線をそれぞれの波長によって光路を変えることができ、試料にX線が照射されるタイミングを変えることができる。また、照射後のX線を同一もしくは異なるX線検出器で観測することによって、検出器側の時間分解能によらず、検出器の領域によって異なる時間の情報を得ることが可能になる。
(Consideration)
<About X-ray imaging device>
Hereinafter, matters examined by the present inventor will be described before the embodiments are described.
As described above, a measurement method having a high time resolution of nanoseconds or picoseconds is a technique that can be used in various fields, but it is difficult to realize this. As an example of study, the present inventor has studied an X-ray having a plurality of wavelengths and a mechanism for changing the optical path difference depending on the wavelength. In the X-ray imaging apparatus of the study example, the optical path of X-rays having a plurality of wavelengths can be changed according to each wavelength, and the timing at which the sample is irradiated with X-rays can be changed. Further, by observing the X-rays after irradiation with the same or different X-ray detectors, it is possible to obtain information at different times depending on the region of the detector regardless of the time resolution on the detector side.
このようなX線計測装置を実現するためには、X線の光路を変える機構が必要となる。可視光の場合、単純な光学ミラーを用いて光路を変えることができるが、波長の短いX線では回折現象を使った光路制御が必要となる。そのため、光路を制御するためには、X線の回折条件を考慮した単結晶の結晶板の配置とその角度制御が極めて重要となる。また、複数の波長を有するX線を用いてピコ秒程度の光路差を複数に分割するためには、それぞれの結晶板間の相対的な位置に関しても精密な結晶の角度制御が必要となる。 In order to realize such an X-ray measuring device, a mechanism for changing the optical path of X-rays is required. In the case of visible light, the optical path can be changed by using a simple optical mirror, but for X-rays with a short wavelength, optical path control using a diffraction phenomenon is required. Therefore, in order to control the optical path, it is extremely important to arrange the single crystal crystal plates in consideration of the X-ray diffraction conditions and to control the angle thereof. Further, in order to divide the optical path difference of about picoseconds into a plurality of X-rays having a plurality of wavelengths, it is necessary to precisely control the angle of the crystal with respect to the relative position between the crystal plates.
以上より、複数の波長を有するX線の短パルスをそれぞれの波長によって光路を分割するための構成を工夫することにより、時間分解可能な装置を提供することが望まれる。 From the above, it is desired to provide a time-decomposable device by devising a configuration for dividing an optical path of short pulses of X-rays having a plurality of wavelengths according to each wavelength.
<X線撮像装置について>
前述したように、上記特許文献1に記載された技術によれば、湾曲した結晶を用いることによって単一の波長のX線でも光路差を作りだすことが可能である。しかしながら、一般的な固体材料(特に単結晶)を湾曲させることは極めて困難である。従って特殊な歪曲構造を必要としない構造が望ましい。
<About X-ray imaging device>
As described above, according to the technique described in
以上より、構成を工夫することにより、湾曲単結晶を用いないで、複数の光路が単一の試料に時間差を伴って照射されるX線撮像装置を提供することが望まれる。 From the above, it is desired to provide an X-ray imaging apparatus in which a plurality of optical paths are irradiated to a single sample with a time lag without using a curved single crystal by devising the configuration.
(実施の形態)
[加熱装置]
<本実施の形態のX線撮像装置の構成>
以下、本実施の形態のX線撮像装置について、図1〜XXを用いて説明する。図1は、本実施の形態に係るX線撮像装置100を示す模式図である。図1は、3つの異なる波長のX線に光路差をつけたX線撮像装置及び撮像方法の例である。
(Embodiment)
[Heating device]
<Structure of the X-ray imaging apparatus of this embodiment>
Hereinafter, the X-ray imaging apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to XX. FIG. 1 is a schematic view showing an
図1に示すように、X線撮像装置100は、複数の異なる波長を含む白色X線が入射する方向に複数の結晶板が配置されている。以下に示すように、X線撮像装置100は、結晶板1a、2a、3aと、これらの結晶板の中心軸から、白色X線の入射方向に対して垂直方向(すなわち、結晶板1a、2a、3aに平行)に距離xを隔てて配置された結晶板1b、2b、3bとを有した第1の光学系101と、結晶板1b、2b、3bと同じ中心軸であって上記入射方向における下流側に配置された結晶板1b、2b、3bと、結晶板1b、2b、3bにより回折された波長のX線を測定するX線カメラ10、20、30とを有した第2の光学系102とを有している。
As shown in FIG. 1, in the
図1において、同一線軸上に配置された結晶板1a、2a、3aは、それぞれ、白色X線の入射軸に対して、θ1、θ2、θ3の角度で配置されている。一般に、波長λのX線は、結晶板の結晶面の面間隔dに対して、λ=2dsinθで示される回折条件の方向θに回折が起こる。この回折条件を満たさない場合は、X線は透過し、直進する。そのため、異なる波長を含むX線は、各結晶板で特定の波長に対してのみ回折が起こり(図1下参照)、特定の角度の方向に対して一部のX線の進路が変えられる。
In FIG. 1, the
図1では、それぞれ材料が同じである同一の結晶板を角度θ1、θ2、θ3に配置することによって、それぞれの回折条件に対応したλ1、λ2、λ3の波長のX線の一部の進路を変えることができる。結晶板1a、2a、3aで回折した波長λ1、λ2、λ3のX線は、次に、結晶板1b、2b、3bで回折し、サンプルPに照射される。この時、X線が時間的に短いパルスであれば、λ1、λ2、λ3の波長のX線の光路は、それぞれ異なる光路を通りサンプルPに照射されるため、それぞれの光路長によって、サンプルPに照射されるX線パルスのタイミングが時間的に変わる。このような結晶板の角度と配置の工夫によって、サンプルに照射されるX線パルスの照射のタイミングに関して、ナノ秒やピコ秒程度の時間差が作り出すことができる。
In FIG. 1, X-rays having wavelengths of λ 1 , λ 2 , and λ 3 corresponding to the respective diffraction conditions are arranged by arranging the same crystal plates of the same material at angles θ 1 , θ 2 , and θ 3. You can change the course of some of the. The X-rays of wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 diffracted by the
そのために、図1では、一例として、試料(サンプルP)に照射されたX線を観測するX線撮像装置100において、複数の波長を含むX線(例えば、入射白色X線)の入射方向に配置された複数の結晶板(例えば、結晶板1a、2b、3c)を有した第1の結晶板群と、上記第1の結晶板群と所定距離x隔てて配置され、上記第1の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板によって複数の波長に分離されたX線(例えば、波長λ1、λ2、λ3の単色X線)が入射される複数の結晶板であって、上記分離されたX線のそれぞれを含むX線群を上記試料に入射する複数の結晶板(例えば、結晶板1b、2b、3b)を有する第2の結晶板群と、を有した第1の光学系101を備えた構成を採用している。
Therefore, in FIG. 1, as an example, in the
サンプルPに照射されたX線は、結晶板1b、2b、3bと同一線軸上に配置された第2の光学系102を構成する結晶板1c、2c、3cで、それぞれ別の方向に進路を変えることによって、異なるX線カメラ10、20、30で観測することができる。異なるそれぞれのX線カメラで測定された測定値は、異なるタイミングでサンプルPに照射されたX線についての情報であるため、ナノ秒やピコ秒程度のダイナミクスについての情報を測定することが可能になる。そのため、図1では、一例として、上記X線撮像装置100において、上記試料に入射されたX線群に含まれるそれぞれの波長のX線を分離する複数の結晶板であって、分離されたX線のそれぞれを異なる位置のX線検知器(例えば、X線カメラ10、20、30)に入射する複数の結晶板(例えば、結晶板1c、2c、3c)を有する第3の結晶板群、を有した第2光学系102を備えた構成を採用している。
The X-rays irradiated to the sample P are the
図1に示す結晶板は、単結晶であり、SiやGeのような半導体単結晶を用いることが可能である。また、酸化物のような絶縁体の単結晶や金属材料の単結晶を用いても良い。結晶の格子定数が異なる材料を使うことにより、λ=2dsinθの面間隔dを変えることができるため、結晶板の材料によってX線回折の角度を変調させることができる。本実施の形態では、結晶板は全て同一の面間隔を有した結晶でも良いし、面間隔の異なる結晶を複数使っても良い。 The crystal plate shown in FIG. 1 is a single crystal, and a semiconductor single crystal such as Si or Ge can be used. Further, a single crystal of an insulator such as an oxide or a single crystal of a metal material may be used. By using materials having different crystal lattice constants, the plane spacing d of λ = 2ds in θ can be changed, so that the angle of X-ray diffraction can be modulated by the material of the crystal plate. In the present embodiment, the crystal plates may be crystals having the same interplanar spacing, or a plurality of crystals having different interplanar spacing may be used.
図1の例では、異なる3つの波長を含むX線を例示しているが、入射される白色X線の波長の範囲と配置する結晶板の数を増やすことにより、多く種類の光路を作ることができ、時間差が異なる情報を得ることができる。 In the example of FIG. 1, X-rays containing three different wavelengths are illustrated, but many kinds of optical paths can be created by increasing the wavelength range of incident white X-rays and the number of crystal plates to be arranged. It is possible to obtain information with different time differences.
図1では、X線検出器の一例として、X線カメラを用いた構成とした。しかし、X線カメラ10、20、30の配置は、図2に示すように、結晶板1b、2b、3bおよびX線カメラ10、20、30に替えて、大視野検出器40を配置してもよい。このような光学系103を有したX線撮像装置200を用いた場合、サンプルPに照射されるX線の波長はそれぞれのタイミングで異なるが、全てのタイミングでの検出情報が大視野検出器40で観測される。図1に示したX線検出方法の場合、X線の透過情報は得られるが、X線回折による評価はできない。図2に示すように、第2の光学系102のX線カメラ10、20、30に替えて大視野検出器40を配置した光学系103を採用することによって、サンプルPへの照射のタイミングが異なるX線を、それぞれの検出器で分離はできないが、X線回折スポット位置は、X線の波長に依存するため、個々の回折ピークの情報は照射のタイミングが異なる情報が含むことになる。そのため、照射時間の情報も含むそれぞれの回折ピークを解析することによって、ダイナミクスの評価も可能になる。
In FIG. 1, an X-ray camera is used as an example of the X-ray detector. However, as shown in FIG. 2, the
本実施の形態では、図3に示すように、X線干渉効果を用いた構成を採用することができる。図3では、図1に示した第1の光学系101、第2の光学系102における各要素の配置に加え、さらに、第3の光学系104として、参照用のX線(参照波)を得るための結晶板1d、2d、3dを有したX線撮像装置300を用いる。図3に示すように、結晶板1d、2d、3dを通るX線はサンプルPに照射されていないが、結晶板1c、2c、3cおよびX線カメラ10、20、30までの光路長はサンプルPに照射したX線と同じ距離となるように、結晶板1d、2d、3dの位置および角度を調整して配置する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a configuration using the X-ray interference effect can be adopted. In FIG. 3, in addition to the arrangement of each element in the first
そのため、参照波とサンプルPに照射したX線は、X線カメラ10、20、30の位置で干渉を起こす。二つの波を干渉させた場合、X線の吸収強度の変化を観測するのではなく、X線の位相の変化を観測可能になる。特許文献2にあるように、X線の位相の変化は、吸収強度の変化よりも高感度に測定可能になるため、本実施の形態により、時間分解可能なX線位相イメージングが可能になる。そのため、図3では、一例として、上記第1の結晶板群を透過したX線が入射される複数の結晶板であって、当該透過したX線に含まれる複数の波長のX線のそれぞれを、上記第2の光学系102の第3の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板(例えば、結晶板1c、2c、3c)に入射する複数の結晶板(例えば、結晶板1d、2d、3d)を有する第4の結晶板群、を有した第3の光学系104、を備える構成を採用している。
Therefore, the reference wave and the X-ray irradiating the sample P cause interference at the positions of the
<実施例の結晶板の作製>
X線の光路を変化される結晶板として、本実施の形態では単結晶Siを用いた。単一の単結晶Siを加工することによって、図4の(a)、(b)に示す結晶板1aと結晶板1bの二つが連結した構造を作ることが可能である。図4では、結晶板1aと結晶板1bとが、互いに基部401を介して一体となった凹形状となっていることがわかる。このような構造にSiを加工することによって、結晶面方位が平行な2つの結晶板を用意することが可能であり、極めて高い精度で角度がそろっている結晶板を構成することができる。結晶板1aと結晶板1bとの間隔Lは、図4および図5に示すように、2つの光路の距離xとすると下記(数1)の関係がある。
<Preparation of Crystal Plate of Example>
In this embodiment, single crystal Si is used as the crystal plate whose X-ray optical path is changed. By processing a single single crystal Si, it is possible to form a structure in which the
ここで、角度θはX線の回折条件(λ=2dsin2θB)によって決まる。図5下に示すとおり、ラウエケースのX線回折条件は、通常のブラッグの回折条件と同じ式で定められる。Siの(220)面を用いる場合、d=1.92Åとなる。仮に、θB=4.0°、x=30mmとなるように結晶板を設計する場合、L=215.0mmに加工することによって、23.2keVのエネルギーのX線の光路を変えることができる。表1に各X線のエネルギーと結晶板とX線の角度の配置の関係を示す。 Here, the angle θ is determined by the X-ray diffraction condition (λ = 2dsin2θ B). As shown in the lower part of FIG. 5, the X-ray diffraction condition of the Laue case is determined by the same formula as the ordinary Bragg diffraction condition. When using the (220) plane of Si, d = 1.92 Å. If the crystal plate is designed so that θ B = 4.0 ° and x = 30 mm, the optical path of the X-ray with an energy of 23.2 keV can be changed by processing it to L = 215.0 mm. Table 1 shows the relationship between the energy of each X-ray and the arrangement of the angle between the crystal plate and the X-ray.
表1に示すX線のエネルギーと結晶板の傾きの関係で配置することによって、照射される時間差を表1の時間差のように制御することが可能となる。表1に示す関係はあくまでも一例であり、本実施の形態では、測定に望ましいX線のエネルギーによって設計は変更可能である。また、単結晶Siの(220)面を例にしているが、Siの異なる結晶面を用いても良いし、異なる単結晶材料の回折を用いても良い。異なる面間隔dを用いた場合は、上記の説明に基づいて設計することにより適切に光路を分離することができる。 By arranging the X-ray energies shown in Table 1 in relation to the inclination of the crystal plate, it is possible to control the irradiation time difference as in the time difference in Table 1. The relationships shown in Table 1 are merely examples, and in the present embodiment, the design can be changed by the X-ray energy desirable for measurement. Further, although the (220) plane of single crystal Si is taken as an example, different crystal planes of Si may be used, or diffraction of different single crystal materials may be used. When different surface spacings d are used, the optical paths can be appropriately separated by designing based on the above description.
本実施の形態では、単一の単結晶Siを加工することによって、図6に示す結晶板1aと結晶板1bの間隔がわずかに異なるような構造を作っても良い。すなわち、図6に示すように、結晶板1aと結晶板1bとの間隔Lを、これらの結晶板のうちのいずれかの結晶板(例えば、結晶板1b)の幅方向の一端を、上記これらの結晶板のうちの他の結晶板(例えば、結晶板1a)に傾け、結晶板1aと結晶板1bとの幅方向中央部の間隔Lを、より狭い間隔L’となるように近づけた構成としてもよい。図6では、結晶板1bを結晶板1aに近づけた構成としているが、結晶板1aを結晶板1bに近づけた構成としてもよい。
In the present embodiment, a structure may be formed in which the distance between the
図6のような結晶板を使うことによって、図7に示すように入射光の照射位置を変えた時に、光路差をつけた時のX線と透過するX線との距離xを変えることができる。図7の(a)では、距離xを隔てて結晶板1aと1bが配置されているが、図7の(b)では、これらを図中の下方向Dに移動させ、結晶板1aと1bとの間隔が、距離xよりも短い距離x’となっていることがわかる。
By using a crystal plate as shown in FIG. 6, when the irradiation position of the incident light is changed as shown in FIG. 7, the distance x between the X-rays when the optical path difference is made and the transmitted X-rays can be changed. can. In FIG. 7A, the
異なる波長のX線をサンプル位置に照射するためには、距離xの調整が必要となるが、図6のような構造の単結晶を使い、図7のように結晶板の位置を調整することによって、容易に結晶板の間隔を調整することができる。 In order to irradiate the sample position with X-rays of different wavelengths, it is necessary to adjust the distance x. However, using a single crystal having the structure shown in FIG. 6, the position of the crystal plate should be adjusted as shown in FIG. Therefore, the spacing between the crystal plates can be easily adjusted.
本実施の形態では、2つの結晶板を同一の単結晶から加工したものを用いているが、2つの単一の結晶板のそれぞれの位置および角度を調整しても良い。例えば、図示しないモータ等の一般的な駆動機構(調整機構)により、各結晶板群を構成するそれぞれの結晶板の一部または全部の位置および角度を調整すればよい。 In the present embodiment, two crystal plates processed from the same single crystal are used, but the positions and angles of the two single crystal plates may be adjusted. For example, the position and angle of a part or all of the crystal plates constituting each crystal plate group may be adjusted by a general drive mechanism (adjustment mechanism) such as a motor (not shown).
以上、本実施の形態におけるX線撮像装置について説明したが、さらに、以下に示すように、上記第1の結晶板群に入射する複数の波長を含むX線(例えば、入射白色X線)の入射方向を調整する複数の結晶板(例えば、結晶板1e、2e)を有した第4の光学系105を設けた変形を加えてもよい。
The X-ray imaging apparatus according to the present embodiment has been described above. Further, as shown below, X-rays containing a plurality of wavelengths incident on the first crystal plate group (for example, incident white X-rays) A modification may be made by providing a fourth
図8は、X線撮像装置400の構成例を示す図である。図8に示すように、X線撮像装置400は、図1に示した第1の光学系101、第2の光学系102に加え、さらに、2つの集光ミラー(例えば、KBミラー)1e、2eを有した第4の光学系105を含んでいる。このような第4の光学系105を用いることにより、入射白色X線をねらいの位置に入射させることが容易となる。図8では、図1に示したX線装置100に第4の光学系105を適用した場合を例示したが、図2に示したX線装置200や、図3に示したX線装置300についても同様に適用することができる。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the
このように、本実施の形態によれば、複数の波長を有するX線を、X線干渉計を用いて光路を分離し、サンプルまでの光路差を変えてサンプルに照射することによって、波長の異なるX線がサンプルに照射される時間に差をつける構成とする。そして、サンプルから散乱されたX線の光路を変え、X線カメラによって別々の領域で測定することによって、計測器側には時間分解能が不要となり、ピコ秒オーダーのダイナミクスの計測が可能となる。その結果、単一のX線パルスを使って、異なる時間での材料物性の変化を捉えることが可能になる。また、X線を使うことによって物質の内部の情報のダイナミクス測定が可能になる。 As described above, according to the present embodiment, X-rays having a plurality of wavelengths are irradiated with the sample by separating the optical paths using an X-ray interferometer and changing the optical path difference to the sample. The configuration is such that the time during which different X-rays are applied to the sample is different. Then, by changing the optical path of the X-rays scattered from the sample and measuring in different regions with an X-ray camera, time resolution is not required on the measuring instrument side, and dynamics on the order of picoseconds can be measured. As a result, it becomes possible to capture changes in material properties at different times using a single X-ray pulse. In addition, the use of X-rays makes it possible to measure the dynamics of information inside a substance.
100、200、300、400 X線撮像装置
101 第1の光学系
102、103 第2の光学系
104 第3の光学系
105 第4の光学系
1a〜3a、1b〜3b 結晶板(第1の光学系)
1c〜3c 結晶板(第2の光学系)
1d〜3d 結晶板(第3の光学系)
1e、2e 結晶板(第4の光学系)
10、20、30 X線カメラ
40 大視野検出器
100, 200, 300, 400
1c to 3c crystal plate (second optical system)
1d to 3d crystal plate (third optical system)
1e, 2e crystal plate (fourth optical system)
10, 20, 30
Claims (10)
複数の波長を含むX線の入射方向に配置された複数の結晶板を有した第1の結晶板群と、
前記第1の結晶板群と所定距離隔てて配置され、前記第1の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板によって複数の波長に分離されたX線が入射される複数の結晶板であって、前記分離されたX線のそれぞれを含むX線群を前記試料に入射する前記複数の結晶板を有する第2の結晶板群と、を有した第1の光学系、
を備えることを特徴とするX線撮像装置。 An X-ray imaging device that observes the X-rays applied to the sample.
A first crystal plate group having a plurality of crystal plates arranged in the incident direction of X-rays including a plurality of wavelengths, and
A plurality of crystal plates that are arranged at a predetermined distance from the first crystal plate group and are incident with X-rays separated into a plurality of wavelengths by each crystal plate constituting the first crystal plate group. A first optical system having a second crystal plate group having the plurality of crystal plates, and an X-ray group containing each of the separated X-rays incident on the sample.
An X-ray imaging apparatus comprising.
前記試料に入射された前記X線群に含まれるそれぞれの波長のX線を分離する複数の結晶板であって、分離されたX線のそれぞれを異なる位置のX線検知器に入射する前記複数の結晶板を有する第3の結晶板群、を有した第2の光学系、
を備えることを特徴とするX線撮像装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 1.
A plurality of crystal plates that separate X-rays of each wavelength included in the X-ray group incident on the sample, and the plurality of separated X-rays are incident on X-ray detectors at different positions. A second optical system having a third crystal plate group, which has a crystal plate of
An X-ray imaging apparatus comprising.
各結晶板群を構成するそれぞれの結晶板の一部または全部の位置および角度を調整可能な角度調整機構、
を備えることを特徴とするX線撮像装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 1.
An angle adjustment mechanism that can adjust the position and angle of a part or all of each crystal plate that constitutes each crystal plate group,
An X-ray imaging apparatus comprising.
前記第1の結晶板群を透過したX線が入射される複数の結晶板であって、前記透過したX線に含まれる複数の波長のX線のそれぞれを、前記第2の光学系の前記第3の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板に入射する前記複数の結晶板を有する第4の結晶板群、を有した第3の光学系、
を備えることを特徴とするX線撮像装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 2.
A plurality of crystal plates to which X-rays transmitted through the first crystal plate group are incident, and each of the X-rays having a plurality of wavelengths contained in the transmitted X-rays can be transferred to the second optical system. A third optical system having a fourth crystal plate group having the plurality of crystal plates incident on each crystal plate constituting the third crystal plate group,
An X-ray imaging apparatus comprising.
前記第1の結晶板群に入射する前記複数の波長を含むX線の入射方向を調整する複数の結晶板を有した第4の光学系、
を備えることを特徴とするX線撮像装置。 The X-ray imaging apparatus according to claim 1.
A fourth optical system having a plurality of crystal plates for adjusting the incident direction of X-rays including the plurality of wavelengths incident on the first crystal plate group.
An X-ray imaging apparatus comprising.
第1の光学系において、
複数の波長を含むX線を、当該X線の入射方向に配置された複数の結晶板を有した第1の結晶板群に照射し、
前記第1の結晶板群と所定距離隔てて配置され、前記第1の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板によって前記X線を複数の波長に分離し、
分離されたX線を第2の結晶板群を構成する複数の結晶板のそれぞれに入射し、
入射されたX線のそれぞれを含むX線群を前記試料に入射する、
ことを特徴とするX線撮像方法。 This is an X-ray imaging method for observing X-rays applied to a sample.
In the first optical system
X-rays containing a plurality of wavelengths are applied to a first crystal plate group having a plurality of crystal plates arranged in the incident direction of the X-rays.
The X-rays are separated into a plurality of wavelengths by each crystal plate which is arranged at a predetermined distance from the first crystal plate group and constitutes the first crystal plate group.
Separated X-rays are incident on each of the plurality of crystal plates constituting the second crystal plate group, and the separated X-rays are incident on each of the plurality of crystal plates constituting the second crystal plate group.
A group of X-rays including each of the incident X-rays is incident on the sample.
An X-ray imaging method characterized by this.
第2の光学系において、
第3の結晶板群を構成する複数の結晶板により前記試料に入射された前記X線群に含まれるそれぞれの波長のX線を分離し、
前記複数の結晶板により分離されたX線のそれぞれを異なる位置のX線検知器に入射する、
ことを特徴とするX線撮像方法。 The X-ray imaging method according to claim 6.
In the second optical system
X-rays of each wavelength included in the X-ray group incident on the sample are separated by a plurality of crystal plates constituting the third crystal plate group.
Each of the X-rays separated by the plurality of crystal plates is incident on the X-ray detectors at different positions.
An X-ray imaging method characterized by this.
角度調整機構により、各結晶板群を構成するそれぞれの結晶板の一部または全部の位置および角度を調整し、前記X線群を前記試料に入射する、
ことを特徴とするX線撮像方法。 The X-ray imaging method according to claim 1.
The angle adjustment mechanism adjusts the position and angle of a part or all of the crystal plates constituting each crystal plate group, and incidents the X-ray group on the sample.
An X-ray imaging method characterized by this.
第3の光学系において、
第4の結晶板群を構成する複数の結晶板に前記第1の結晶板群を透過したX線を入射し、
前記複数の結晶板により、前記透過したX線に含まれる複数の波長のX線のそれぞれを、前記第2の光学系の前記第3の結晶板群を構成するそれぞれの結晶板に入射する、
ことを特徴とするX線撮像方法。 The X-ray imaging method according to claim 7.
In the third optical system
X-rays transmitted through the first crystal plate group are incident on a plurality of crystal plates constituting the fourth crystal plate group.
With the plurality of crystal plates, each of the X-rays having a plurality of wavelengths contained in the transmitted X-rays is incident on each crystal plate constituting the third crystal plate group of the second optical system.
An X-ray imaging method characterized by this.
第4の光学系において、
複数の結晶板により、前記第1の結晶板群に入射する前記複数の波長を含むX線の入射方向を調整する、
ことを特徴とするX線撮像方法。 The X-ray imaging method according to claim 6.
In the fourth optical system
The plurality of crystal plates adjust the incident direction of the X-rays including the plurality of wavelengths incident on the first crystal plate group.
An X-ray imaging method characterized by this.
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