JP3721215B2

JP3721215B2 - Channel cut crystal

Info

Publication number: JP3721215B2
Application number: JP22119395A
Authority: JP
Inventors: 哲夫菊池; 隆栗山
Original assignee: Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2015-08-08
Also published as: JPH0949899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線ビームを単色化かつ平行化するためのチャンネルカット結晶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線回折装置の技術分野において、Ｘ線源と試料との間にチャンネルカット結晶を挿入して、Ｘ線ビームを単色化かつ平行化する技術が知られている。図４（ａ）はチャンネルカット結晶の使用状態を示す平面図である。入射Ｘ線ビーム１０は、チャンネルカット結晶１２の一方の反射表面１４で回折し、さらに他方の反射表面１６で回折して、単色化かつ平行化されたビーム１８となり、これが試料に照射される。図４（ｂ）は２個のチャンネルカット結晶１２、１３を対称に配置して４結晶モノクロメータとして使用する例である。
【０００３】
図５は従来のチャンネルカット結晶の正面図である。チャンネルカット結晶１２は、一つの単結晶から切り出された対向する２個の直立部分２０、２２と基台部分２４とからなる。この基台部分２４の底面２６が接着剤によって固定台２８に接着固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５のように固定台２８に接着固定されたチャンネルカット結晶１２は、接着剤が乾いた状態において、基台部分２４の底面２６にわずかな応力が生じる。この応力は、チャンネルカット結晶にわずかな歪みをもたらし、２個の直立部分２０、２２の姿勢が微妙に変化する。チャンネルカット結晶１２は一つの単結晶ブロックから切り出されているので、本来、一方の反射表面１４の部分の回折面（特定の結晶格子面）と他方の反射表面１６の部分の回折面とは、完全に平行になっているはずである。しかし、上述のようにチャンネルカット結晶に歪みが生じると、二つの反射表面の間で回折面同志の平行性が狂うことになる。この平行性の狂いは、チャンネルカット結晶の性能に重大な影響を及ぼし、入射ビームに対する出射ビームの強度（反射率）が極端に低下することになる。
【０００５】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、基台部分の底面を固定台に接着固定した場合に、二つの反射表面における回折面の平行性が高精度に維持されるようなチャンネルカット結晶を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のチャンネルカット結晶は、二つの反射表面に対して垂直な底面を備えていて、前記底面と前記反射表面との間の基台部分に前記底面に平行な切り込みが形成されている。このチャンネルカット結晶の基台部分の底面を固定台に接着固定した場合、切り込みの存在により、接着部分に生じる応力や歪みが反射表面の姿勢変化に影響を及ぼしにくくなる。したがって、対向する二つの反射表面における回折面の平行性が高精度に維持される。前記切り込みは最低一つあれば足りるが、底面からの距離が異なる２個の切り込みを形成し、互いに反対の側面に開口するようにするのが好ましい。また，前記底面を固定台に接着固定する場合は，底面に一番近い切り込みに対応する面積部分において互いに接着固定するのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の一形態を示す斜視図である。このチャンネルカット結晶３０は、一つの単結晶ブロックから切り出した二つの直立部分３２、３４を備え、その下方の基台部分３６と一体になっている。直立部分３２、３４には対向する二つの反射表面３３、３５が形成されている。この反射表面３３、３５は、図１に示すように互いに平行になるようにカットしてもよいし、非平行（すなわち非対称カット）にしてもよい。基台部分３６には二つの切り込み３８、４０が形成されている。これらの切り込み３８、４０は基台部分３６の底面４２に平行である。上側の切り込み３８は一方の側面４４に開口していて、他方の側面４６に向かって延びている。下側の切り込み４０は他方の側面４６に開口していて、一方の側面４４に向かって延びている。なお、このチャンネルカット結晶は、加工後に、加工歪みの残っている表面層を湿式エッチングで除去して加工歪みを完全に除去することが必要である。
【０００８】
図２は図１のチャンネルカット結晶の正面図である。上側の切り込み３８の最深部３９と他方の側面４６との距離は、直立部分３２、３４の厚さＨに等しい。また、下側の切り込み４０の最深部４１と一方の側面４４との距離も、直立部分３２、３４の厚さＨに等しい。基台部分３６の底面４２は固定台４８に接着剤によって接着固定される。その接着部分５０（ハッチングを施した部分）の面積は、その上方の切り込み４０の面積にほぼ等しい。この接着部分５０は、図２の紙面に対して垂直に延びていて基台部分３６の長さ（紙面に垂直な寸法）と同じである。底面４２の全面を接着することも可能であるが、図２に示すように底面に近い側の切り込み４０の下方部分だけを接着する方が、直立部分３２、３４への影響が少なくて好ましい。
【０００９】
使用する接着剤としては、セメダインを溶剤で希釈したものを用いている。そのほかには、蜜ろう、エレクトロンワックス、エポキシ系接着剤などを利用できる。
【００１０】
図２において、具体的な寸法例を説明すると、直立部分３２、３４の厚さＨは４ｍｍ、基台部分３６の幅Ｗは１３ｍｍ、基台部分３６の長さ（紙面に垂直な寸法）は２８ｍｍ、切り込み３８、４０の深さＤは９ｍｍ、切り込み３６、３８の間隙Ｇは０．５ｍｍである。切り込み３８、４０の長さ（紙面に垂直な寸法）は基台部分３６の長さと同じである。
【００１１】
このような切り込み３６、３８を形成すると、基台部分３６の底面４２を固定台４８に接着固定した場合に、接着部分から受ける応力や歪みが直立部分３２、３４の姿勢変化に影響を及ぼしにくくなる。したがって、反射表面３３、３５の間で回折面の平行性が高精度に維持される。
【００１２】
図３は本発明の別の実施形態の正面図である。この実施形態では、基台部分３６に一つの切り込み４０だけを形成してある。この実施形態は、図２に示すような二つの切り込み３８、４０を形成する場合と比較して、反射表面３３、３５の間で回折面の平行性を維持する効果は多少劣るが、チャンネルカット結晶の加工は容易になる。このような一つの切り込みで十分な場合もある。
【００１３】
チャンネルカット結晶の材質としては、結晶の完全性の高いゲルマニウムやシリコンが代表的であり、回折面としては、Ｇｅ（２２０）面、Ｇｅ（４４０）面、Ｓｉ（４００）面、Ｓｉ（２２０）面、Ｓｉ（１１１）面、Ｓｉ（３３３）面などが使われる。
【００１４】
図２に示す固定台４８は、さらに、姿勢調整機能付きの結晶ホルダ（図示せず）で支持されて、結晶ホルダに対する固定台４８の姿勢が調整される。これにより、光学系に挿入されたチャンネルカット結晶の位置や姿勢が調整できる。
【００１５】
本発明のチャンネルカット結晶は、チャンネルカットモノクロメータとして単体で使用される場合もあるし、４結晶モノクロメータを構成するように１対で使用される場合もある。また、Ｘ線回折装置の光学系において試料の入射側に挿入される以外に、試料の回折側（受光側）に挿入される場合（アナライザー結晶と呼ばれる。）もある。
【００１６】
【発明の効果】
この発明のチャンネルカット結晶は、底面と反射表面との間の基台部分に、底面に平行な切り込みが形成されているので、底面を固定台に接着固定した場合に、切り込みの存在により、接着部分に生じる応力や歪みが反射表面の姿勢変化にほとんど影響を及ぼさなくなる。したがって、対向する二つの反射表面の間で回折面の平行性が高精度に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】図１のチャンネルカット結晶の正面図である。
【図３】この発明の別の実施形態の正面図である。
【図４】チャンネルカット結晶と４結晶モノクロメータの使用状態の平面図である。
【図５】従来のチャンネルカット結晶の正面図である。
【符号の説明】
３０チャンネルカット結晶
３２、３４直立部分
３３、３５反射表面
３６基台部分
３８、４０切り込み
４２底面
４４、４６側面
５０接着部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a channel cut crystal for monochromatic and collimating an X-ray beam.
[0002]
[Prior art]
In the technical field of X-ray diffractometers, a technique is known in which a channel cut crystal is inserted between an X-ray source and a sample to make the X-ray beam monochromatic and parallel. FIG. 4A is a plan view showing a usage state of the channel cut crystal. The incident X-ray beam 10 is diffracted by one reflecting surface 14 of the channel cut crystal 12 and further diffracted by the other reflecting surface 16 to become a monochromatic and collimated beam 18, which is irradiated onto the sample. FIG. 4B shows an example in which two channel cut crystals 12 and 13 are arranged symmetrically and used as a four crystal monochromator.
[0003]
FIG. 5 is a front view of a conventional channel cut crystal. The channel cut crystal 12 includes two opposed upright portions 20 and 22 and a base portion 24 cut out from one single crystal. The bottom surface 26 of the base portion 24 is bonded and fixed to the fixing base 28 with an adhesive.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 5, the channel cut crystal 12 bonded and fixed to the fixing base 28 generates a slight stress on the bottom surface 26 of the base portion 24 when the adhesive is dry. This stress causes slight distortion in the channel cut crystal, and the postures of the two upright portions 20 and 22 are slightly changed. Since the channel cut crystal 12 is cut out from one single crystal block, the diffraction surface (specific crystal lattice plane) of one reflective surface 14 and the diffraction surface of the other reflective surface 16 are originally Should be perfectly parallel. However, when the channel cut crystal is distorted as described above, the parallelism between the diffractive surfaces is distorted between the two reflecting surfaces. This deviation in parallelism has a significant effect on the performance of the channel cut crystal, and the intensity (reflectance) of the outgoing beam with respect to the incident beam is extremely reduced.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a highly accurate parallelism of the diffractive surfaces on the two reflecting surfaces when the bottom surface of the base portion is bonded and fixed to the fixing table. It is an object of the present invention to provide a channel cut crystal that can be maintained at the same time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The channel cut crystal according to the present invention has a bottom surface perpendicular to the two reflecting surfaces, and a base portion between the bottom surface and the reflecting surface is formed with a cut parallel to the bottom surface. When the bottom surface of the base portion of the channel cut crystal is bonded and fixed to the fixing table, the presence of the cut makes it difficult for stress and strain generated in the bonded portion to affect the posture change of the reflecting surface. Therefore, the parallelism of the diffractive surfaces at the two opposing reflecting surfaces is maintained with high accuracy. At least one notch is sufficient, but it is preferable to form two notches having different distances from the bottom surface and to open on opposite sides. Further, when the bottom surfaces are bonded and fixed to the fixing base, it is preferable to bond and fix each other in the area corresponding to the notch closest to the bottom surface.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. The channel cut crystal 30 includes two upstanding portions 32 and 34 cut out from one single crystal block, and is integrated with a base portion 36 below. Two upstanding reflective surfaces 33 and 35 are formed on the upright portions 32 and 34. The reflective surfaces 33 and 35 may be cut so as to be parallel to each other as shown in FIG. 1 or may be non-parallel (ie, asymmetric cut). Two cuts 38 and 40 are formed in the base portion 36. These notches 38 and 40 are parallel to the bottom surface 42 of the base portion 36. The upper notch 38 is open to one side 44 and extends toward the other side 46. The lower notch 40 is open to the other side surface 46 and extends toward the one side surface 44. In addition, after processing this channel cut crystal, it is necessary to completely remove the processing strain by removing the surface layer in which the processing strain remains by wet etching.
[0008]
FIG. 2 is a front view of the channel cut crystal of FIG. The distance between the deepest portion 39 of the upper cut 38 and the other side surface 46 is equal to the thickness H of the upright portions 32, 34. Further, the distance between the deepest portion 41 of the lower cut 40 and the one side surface 44 is also equal to the thickness H of the upright portions 32 and 34. The bottom surface 42 of the base portion 36 is bonded and fixed to the fixing table 48 with an adhesive. The area of the bonded portion 50 (the hatched portion) is substantially equal to the area of the cut 40 above. The adhesive portion 50 extends perpendicularly to the paper surface of FIG. 2 and has the same length as the base portion 36 (dimension perpendicular to the paper surface). Although it is possible to bond the entire bottom surface 42, it is preferable to bond only the lower portion of the cut 40 on the side close to the bottom surface as shown in FIG. 2 because the influence on the upright portions 32 and 34 is small.
[0009]
As an adhesive to be used, a solution obtained by diluting cemedine with a solvent is used. In addition, beeswax, electron wax, epoxy adhesive, etc. can be used.
[0010]
In FIG. 2, a specific example of dimensions will be described. The thickness H of the upright portions 32 and 34 is 4 mm, the width W of the base portion 36 is 13 mm, and the length of the base portion 36 (dimension perpendicular to the paper surface) is The depth D of 28 mm, the notches 38 and 40 is 9 mm, and the gap G between the notches 36 and 38 is 0.5 mm. The lengths of the cuts 38 and 40 (the dimension perpendicular to the paper surface) are the same as the length of the base portion 36.
[0011]
When such cuts 36 and 38 are formed, when the bottom surface 42 of the base portion 36 is bonded and fixed to the fixing base 48, stress and strain received from the bonded portion hardly affect the posture change of the upright portions 32 and 34. Become. Therefore, the parallelism of the diffractive surface between the reflecting surfaces 33 and 35 is maintained with high accuracy.
[0012]
FIG. 3 is a front view of another embodiment of the present invention. In this embodiment, only one notch 40 is formed in the base portion 36. In this embodiment, the effect of maintaining the parallelism of the diffractive surface between the reflecting surfaces 33 and 35 is somewhat inferior to the case of forming the two cuts 38 and 40 as shown in FIG. Crystal processing becomes easy. In some cases, such a single cut is sufficient.
[0013]
The material of the channel cut crystal is typically germanium or silicon with high crystal perfection, and the diffractive surfaces are Ge (220) plane, Ge (440) plane, Si (400) plane, Si (220). Surface, Si (111) surface, Si (333) surface, etc. are used.
[0014]
2 is further supported by a crystal holder (not shown) having an attitude adjustment function, and the attitude of the fixation base 48 with respect to the crystal holder is adjusted. Thereby, the position and posture of the channel cut crystal inserted in the optical system can be adjusted.
[0015]
The channel cut crystal of the present invention may be used alone as a channel cut monochromator or may be used in a pair so as to constitute a four crystal monochromator. In addition to being inserted on the incident side of the sample in the optical system of the X-ray diffractometer, it may be inserted on the diffraction side (light receiving side) of the sample (called an analyzer crystal).
[0016]
【The invention's effect】
In the channel cut crystal of the present invention, a notch parallel to the bottom surface is formed in the base portion between the bottom surface and the reflective surface. Stress and distortion generated in the portion hardly affect the posture change of the reflecting surface. Therefore, the parallelism of the diffractive surface is maintained with high accuracy between the two reflecting surfaces facing each other.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
2 is a front view of the channel cut crystal of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a front view of another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a channel cut crystal and a four crystal monochromator in use.
FIG. 5 is a front view of a conventional channel cut crystal.
[Explanation of symbols]
30 Channel cut crystal 32, 34 Upright portion 33, 35 Reflective surface 36 Base portion 38, 40 Cut 42 Bottom surface 44, 46 Side surface 50 Adhesive portion

Claims

A channel cut crystal in which two opposing reflecting surfaces are cut out from a single crystal block, has a bottom surface perpendicular to the reflecting surface, and is parallel to the bottom surface at a base portion between the bottom surface and the reflecting surface. A first cut and a second cut are formed at different distances from the bottom surface, and the first cut is open on one side of the base portion; The channel-cut crystal, wherein the second cut is opened on the other side surface of the base portion .

A channel cut crystal in which two opposing reflecting surfaces are cut out from a single crystal block, has a bottom surface perpendicular to the reflecting surface, and is parallel to the bottom surface at a base portion between the bottom surface and the reflecting surface. A notch is formed, and the bottom surface is adhesively fixed to a fixing base, and the bottom surface and the fixing base are adhesively fixed to each other in an area corresponding to the notch closest to the bottom surface. A characteristic channel cut crystal.