JP3818893B2 - Ｘ線レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線レンズに関し、特に放射光を利用して作製するのに適したＸ線レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に、ネイチャ第３８４巻（１９９６年１１月７日）の第４９〜５１頁に開示されているＸ線レンズの側面図を示す。ボロンまたはアルミニウム等からなる基材１００に、図６の紙面に垂直な中心軸を有する円柱状の複数の貫通孔１０１が形成されている。各貫通孔１０１の半径は１００〜１１００μｍであり、相互に隣接する２つの貫通孔１０１の間隔ｄは、約２５μｍである。
【０００３】
基材１００の図の左端から、Ｘ線１０２が入射する。入射したＸ線は、各貫通孔１０１の内周面で屈折を繰り返す。Ｘ線に対するボロンやアルミニウムの屈折率は１よりもやや小さいため、基材１００の図の右端から出射するＸ線１０３は、収束光線束となる。
【０００４】
種々の材料のＸ線領域における屈折率は非常に１に近いため、焦点距離の短いＸ線レンズを作製することは困難である。図６のように、複数の貫通孔１０１を形成し複合レンズとすることにより、焦点距離の比較的短いレンズを得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
焦点距離を短くするためにレンズの枚数（図６では貫通孔１０１の個数に相当）を多くすると、レンズ材料によるＸ線の吸収が大きくなってしまう。例えば、貫通孔１０１の個数を５０、相互に隣接する２つの貫通孔１０１の間隔ｄを０．０２ｍｍとすると、レンズの吸収体の合計の厚さは１ｍｍになる。
【０００６】
また、複合レンズの有効口径ＡCは、
【０００７】
【数１】
ＡC＝２Ｒ（２／μＲＮ）1/2
と表される。ここで、Ｒは貫通孔１０１の半径、μはＸ線吸収係数、Ｎはレンズ枚数である。例えば、アルミニウムのＸ線吸収係数μは約２０ｃｍ-1である。Ｒ＝０．２ｍｍ、Ｎ＝５０、とすると、有効口径ＡCは０．１２ｍｍになってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、Ｘ線吸収が少なく、かつ焦点距離を短くすることが可能なＸ線レンズ及びその製造に適した加工方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、平坦な加工開始表面を有する基材と、前記基材に設けられた第１の凹部であって、該第１の凹部は、前記加工開始表面と交差する第１の仮想平面に平行な直線を母線とする第１の柱面を画定し、該第１の柱面の母線が前記加工開始表面まで達し、該加工開始表面に対して傾き、該第１の柱面と該加工開始表面との交線が、第１の向きに凸の曲線である前記第１の凹部と、前記基材に設けられた第２の凹部であって、該第２の凹部は、前記第１の仮想平面に平行な直線を母線とする第２の柱面を画定し、該第２の柱面の母線が前記加工開始表面まで達し、該加工開始表面に対して傾き、該第２の柱面と該加工開始表面との交線が、第１の向きとは反対の向きに凸の曲線であり、前記第１の仮想平面の法線に平行な視線で見たとき、前記第１の柱面と該第２の柱面とが交差し、交差箇所において該第２の柱面が該第１の柱面から、前記第１の仮想平面の法線方向に第１の距離だけ離れている前記第２の凹部とを有するＸ線レンズが提供される。
【００１０】
第１の仮想平面の法線に平行な視線で見たときに第１の柱面と第２の柱面とが交差する箇所が、Ｘ線レンズとして作用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を説明する前に、図１及び図２を参照して、本発明者が先に提案したＸ線レンズ及びその製造方法について説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は、先に提案されたＸ線レンズの斜視図を示す。ＸＹＺ直交座標系を考える。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる直方体形状の基材５０が、各面をＸＹ面、ＹＺ面、及びＺＸ面に平行にするように配置されている。ＸＹ面に平行な２つの面に、それぞれ溝５１Ａ及び５１Ｂが形成されている。溝５１Ａの内面（第１の表面５２Ａ）及び溝５１Ｂの内面（第２の表面５２Ｂ）は、共にＹ軸に平行な直線を母線とする柱面であり、ＹＺ面に関して面対称である。
【００１５】
第１の表面５２ＡはＺ軸の負の方向を向き、第２の表面５２ＢはＺ軸の正の方向を向いている。すなわち、両者は相互に反対方向を向いている。また、第１及び第２の表面５２Ａ及び５２Ｂは、共に凹面である。第１の表面５２ＡとＺＸ面との交線、及び第２の表面５２ＢとＺＸ面との交線は、共に放物線である。
【００１６】
ＰＴＦＥの屈折率をｎとすると、ｎ＝１−δと表すことができる。ここで、δは、屈折率低下分（refractive index decrement）である。波長０．７ｎｍのＸ線に対するＰＴＦＥの屈折率低下分δは７．２５×１０-7であり、吸収係数μは６ｃｍ-1である。
【００１７】
図１（Ａ）のＺ軸の正の向きに進行するＸ線６０が、第１の表面５２Ａに入射する。第１の表面５２Ａに入射したＸ線は、第１の表面５２Ａで屈折し、さらに第２の表面５２Ｂで屈折し、ＺＸ面内に関して収束するＸ線６１が得られる。すなわち、第１及び第２の表面５２Ａ及び５２Ｂを有する基材５０は、Ｘ線に対して集光レンズとして作用する。
【００１８】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ線レンズのＺＸ面における断面形状を示す。第１の表面５２ＡとＺＸ面との交線は、Ｘ2＝２Ｒ（−Ｚ−ｄ／２）と表され、第２の表面５２ＢとＺＸ面との交線は、Ｘ2＝２Ｒ（Ｚ−ｄ／２）と表される。ここで、Ｒ＝２μｍ、ｄ＝１０μｍである。すなわち、この放物線の、ＹＺ面との交点における曲率半径は２μｍであり、ＹＺ面上において、第１の表面５２Ａと第２の表面５２Ｂとの間の厚さは１０μｍである。このレンズの焦点距離Ｆは、Ｒ／（２δ）で与えられるため、Ｆ＝１．４ｍとなる。
【００１９】
基材５０のＺ軸方向の厚さを１２００μｍとすると、Ｚ＝±６００μｍの位置における第１及び第２の表面５２Ａ及び５２ＢのＸ座標は約±４９μｍになる。すなわち、このＸ線レンズのＸ軸方向の有効口径は約９８μｍになる。このとき、分解能σ＝１μｍになる。焦点距離Ｆ＝１．４ｍ、有効口径９８μｍの収束レンズを、１枚の円柱面のレンズで実現することは不可能である。図１に示したＸ線レンズでは、屈折面を放物柱面にしているため、１枚のレンズで焦点距離が短く、かつ有効口径の大きな収束レンズを実現することができる。
【００２０】
実効的にＸ線を集光させることができ、かつ大きな有効口径を確保するためには、第１または第２の表面５２Ａまたは５２ＢとＺＸ面との交線の、ＹＺ面との交点における曲率半径を２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００２１】
次に、図１（Ａ）に示した先の提案によるＸ線レンズの製造方法について説明する。
【００２２】
図２（Ａ）は、Ｘ線レンズの加工装置の概略図である。シンクロトロンに蓄積された電子の周回軌道１から光軸５に沿ってシンクロトロン放射光（ＳＲ光）２が放射される。光軸５に沿った光源からの距離Ｌの位置にＰＴＦＥ基材４が配置されている。加工対象物４の前方には、間隔Ｇだけ離れてマスク３が配置されている。電子軌道１、基材４及びマスク３は同一の真空容器内に配置されている。
【００２３】
マスク３には、ＳＲ光を実質的に透過させる領域と透過させない領域とが画定されている。なお、実質的に透過させる領域とは、ＰＴＦＥ基材４を加工するのに十分な強さのＳＲ光を透過させる領域を意味し、実質的に透過させない領域とは、その領域をＳＲ光が透過しないか、または透過したとしても透過光がＰＴＦＥ基材を加工しない程度の強さまで弱められるような領域を意味する。
【００２４】
マスク３は、図１（Ｂ）に示すパターンを有する厚さ１０〜１００μｍの銅板である。すなわち、マスク３の縁は、凹状の放物線部分を含む。なお、銅以外の金属を用いてもよい。なお、マスク３は、２〜１０μｍ程度の厚さのものでもよい。
【００２５】
ＳＲ光２は、マスク３を介してＰＴＦＥ基材４の表面に照射される。ＳＲ光の照射される面は、図１（Ａ）のＺＸ面に平行な面である。ＰＴＦＥ基材４の表面でＳＲ光によるエッチングが生じ、ＳＲ光が照射された部分が剥離される。ＳＲ光２は高い平行度を有するため、加工されたＰＴＦＥ基材４は、光軸５に沿って見たときマスク３とほぼ同一形状になる。このため、図１（Ａ）に示すようなＸ線レンズが得られる。
【００２６】
図２（Ｂ）は、加工部の断面図を示す。真空容器２０内に試料保持台１４が配置されている。試料保持台１４の試料保持面にＰＴＦＥ基材４が保持されている。マスク３が、マスク保持手段１７によりＰＴＦＥ基材４の前面に配置されている。マスク３をＰＴＦＥ基材４の表面に密着させてもよいし、ある間隔を隔てて配置してもよい。加工時には、図の左方からマスク３を通してＰＴＦＥ基材４の表面にＳＲ光２を照射する。
【００２７】
試料保持台１４は、例えばセラミックで形成され、内部にヒータ８が埋め込まれている。ヒータ８のリード線が、真空容器２０の壁に取り付けられたコネクタ２１の内側の端子に接続されている。コネクタ２１の外側の端子が、電源７に接続されており、電源７からヒータ８に電流が供給される。ヒータ８に電流を流すことにより、ＰＴＦＥ基材４を加熱することができる。
【００２８】
試料保持台１４の試料保持面に熱電対２３が取り付けられている。熱電対２３のリード線は、リード線取出口２２を通して真空容器２０の外部に導出され、温度制御装置９に接続されている。リード線取出口２２は、例えばハンダ付けにより気密性が保たれている。温度制御装置９は、試料保持面の温度が所望の温度になるように、電源７を制御しヒータ８を流れる電流を調節する。
【００２９】
図２（Ｃ）は、試料保持台の他の構成例を示す。試料保持台１５の内部にガス流路１６が形成されている。ガス流路１６に所望の温度のガスを流してガスとＰＴＦＥ基材４との熱交換を行わせ、ＰＴＦＥ基材４を所望の温度に維持することができる。
【００３０】
最小曲率半径２０μｍ以下の滑らかな曲面、及び最小の間隔が５０μｍ以下となるような２つの屈折面を、機械的な加工によって作製することは困難である。図２（Ａ）に示すＳＲ光を利用した加工装置を用いることにより、最小曲率半径２０μｍ以下の放物面を容易に形成することができる。また、２つの放物面の最小間隔が５０μｍ以下となるＸ線レンズを再現性よく作製することができる。
【００３１】
ＳＲ光は高い平行度を有するため、図１（Ａ）のＸ線レンズのＹ軸方向の厚さをＴとしたとき、Ｔ／Ｒが５以上のレンズを容易に作製することができる。Ｔ／Ｒが５以上となるようにすることにより、レンズをＹ軸方向に大きくしても、焦点距離を短く維持することができる。
【００３２】
次に、図３を参照して、本願発明者によって先に提案された他のＸ線レンズの斜視図を示す。ＰＴＦＥ等のフッ素系ポリマーからなる基材３０の第１の面３１と、その反対側の第２の面３２とが、相互に平行に配置されている。ｘｙ面が第１の面３１と平行になり、第２の面３２の法線ベクトルの向きをｚ軸の正の向きとするｘｙｚ直交座標系を考える。
【００３３】
第１の面３１に、ｙ軸に平行な３本の同一形状の溝３３が形成されている。第２の面３２に、ｘ軸に平行な２本の同一形状の溝３４が形成されている。これらの溝３３及び３４は、図１（Ａ）に示した溝５２Ａや５２Ｂと同様の方法で形成することができる。すなわち、溝３３及び３４の各々の内面は柱面になる。溝３３の内面とｚｘ面との交線は、ｚ軸の正の向きに向かって凸、すなわち基材３０の内部に向かって凸の放物線になる。また、溝３４の内面とｙｚ面との交線は、ｚ軸の負の向きに向かって凸、すなわち基材３０の内部に向かって凸の放物線になる。溝３３及び３４の各々の幅は、例えば約５０μｍであり、相互に隣り合う溝の間隔も、約５０μｍである。
【００３４】
溝３３と溝３４との交差箇所において、溝３３の底と溝３４の底とが、所定の間隔を隔てて配置される。Ｘ線吸収量を十分少なくするために、溝３３の底と溝３４の底との間隔を５０μｍ以下とすることが好ましい。また、図１に示したＸレンズの場合と同様に、溝３３及び３４の最深部の曲面の曲率半径を２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３５】
ｚ軸の正の向きに伝搬するＸ線が、図３に示したＸ線レンズに入射すると、溝３３の内面で屈折し、ｚｘ面内に関して収束される３本の帯状のＸ線ビームが得られる。これらの帯状のＸ線ビームは、溝３４の内面で屈折し、ｙｚ面内に関して収束される。これにより、６本の収束Ｘ線マイクロビームが得られる。すなわち、溝３３と３４との交差箇所の各々が、Ｘ線収束レンズとして作用する。溝３３の本数をＮ、溝３４の本数をＭとすると、Ｎ×Ｍの行列状に配列したＸ線レンズアレイが得られる。
【００３６】
以下、図３に示したＸ線レンズアレイの製造方法を説明する。ｚｘ面に平行な表面上にマスクを配置して第１回目のＳＲ光照射を行うことにより、ｙ軸に平行な溝３３を形成する。次に、ｙｚ面に平行な表面上にマスクを配置して第２回目のＳＲ光照射を行うことにより、ｘ軸に平行な溝３４を形成する。２回のＳＲ光の照射によって、溝３３と３４が形成される。
【００３７】
第１回目のＳＲ光照射で形成された溝３３と、第２回目のＳＲ光照射時のマスクとのｚ軸方向の位置合わせを行う必要がある。溝３３の底と溝３４の底との間隔を５０μｍ以下とすることが好ましいため、この位置合わせには、ミクロンオーダの位置決め精度が要求される。ところが、このように高精度の位置合わせを行うのは困難である。以下に説明する実施例による加工方法では、２つの溝の深さ方向の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３８】
図４に、本発明の実施例によるＸ線レンズの斜視図を示す。ＰＴＦＥからなる直方体形状の基材４０の一つの第１表面４５に溝（凹部）４１が形成され、第１表面４５の反対側の第２表面４６に、溝（凹部）４２が形成されている。溝４１及び４２の一方の端部が、第１表面４５と第２表面４６とを接続する加工開始表面４７まで達している。ｚｘ面を加工開始表面４７に平行にし、ｘｙ面を第１表面４５及び第２表面４６と平行にするｘｙｚ直交座標系を考える。
【００３９】
溝４１は、ｘｙ面に平行な直線を母線とする柱面４１ａを画定している。柱面４１ａの母線は、加工開始表面４７まで達しており、加工開始表面４７に対して傾いている。加工開始表面４７と、柱面４１ａの母線とのなす角は４５°である。柱面４１ａと加工開始表面４７との交線は、ｚ軸の負の向きに凸で、ｚ軸に平行な中心軸を持つ放物線である。
【００４０】
溝４２も、ｘｙ面に平行な直線を母線とする柱面４２ａを画定している。柱面４２ａの母線も加工開始表面４７まで達しており、加工開始表面４７に対して、柱面４１ａの母線の傾いている向きとは反対の向きに傾いている。加工開始表面４７と、柱面４２ａの母線とのなす角は４５°である。柱面４２ａと加工開始表面４７との交線は、ｚ軸の正の向きに凸で、ｚ軸に平行な中心軸を持つ放物線である。
【００４１】
柱面４１ａと、その母線に垂直な平面との交線が、Ｘ2＝ＲＺ（Ｒは定数）で表される放物線である場合、柱面４１ａと加工開始表面４７との交線は、Ｘ2＝２ＲＺで表される放物線になる。
【００４２】
図４において、ｚ軸に平行な視線で見たとき、柱面４１ａと柱面４２ａとが交差しており、両者の母線が相互に直交する。柱面４１ａと柱面４２ａとが最も接近する位置（交差する位置）において、両者は距離ｄだけ離れている。溝４１及び４２が、それぞれ図３に示したＸ線レンズアレイの溝３３及び３４に対応する。溝４１と４２との交差箇所が、Ｘ線レンズとして作用する。Ｘ線の透過率を高めるために、柱面４１ａと柱面４２ａとの間隔ｄを５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
次に、図５を参照して、図４に示した実施例によるＸ線レンズの製造方法を説明する。
【００４４】
図５（Ａ）は、実施例によるＸ線レンズの製造方法で使用されるマスク７０の平面図を示す。マスク７０に、ＳＲ光を透過させる第１の領域７２と第２の領域７３とが画定されている。マスク７０は、例えばポリイミド製の基板の表面に厚さ１〜４μｍの金膜を蒸着し、この金膜をパターニングして、第１の領域７２及び第２の領域７３に相当する開口を形成することにより得られる。金膜のパターニングは、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて行うことができる。
【００４５】
図４に示した基材４０を図２（Ｂ）の試料保持台５に取り付け、マスク７０をマスク保持手段１７で保持する。マスク７０の外周に、直線部分７１が設けられている。マスク７０が基材４０の加工開始表面４７と平行になり、直線部分５０が、図４に示したｘ軸と平行になるように、マスク７０と基材４０との相対位置を固定する。第１の領域７２及び第２の領域７３が、それぞれ図４の溝４１及び４２に対応する。すなわち、第１の領域７２は、柱面４１ａと加工開始表面４７との交線に相当する放物線を画定し、第２の領域７３は、柱面４２ａと加工開始表面４７との交線に相当する放物線を画定している。
【００４６】
第２の領域７３によって画定された放物線を、ｘ軸（直線部分５０）に平行な方向に並進移動させ、その中心軸を、第１の領域７２によって画定された放物線の中心軸と一致させたとき、両者の先端同士の間隔が、図４に示した柱面４１ａと柱面４２ａとの間隔ｄと等しくなる。また、第１の領域７２及び第２の領域７３で画定される放物線の中心軸は、ｚ軸に平行である。
【００４７】
図５（Ｂ）に示すように、基材４０とマスク７０との相対位置を固定した状態で、基材４０に定義されたｚ軸がＳＲ光２の進行方向と直交し、加工開始表面４７へのＳＲ光の入射角が４５°になるように、基材４０とマスク７０とを設置する。マスク７０の第２の領域７３を遮蔽し、マスク７０を介して基材４０にＳＲ光２を照射する。第１の領域７２を通過したＳＲ光により、基材４０に溝４１が形成される。
【００４８】
図５（Ｃ）に示すように、基材４０とマスク７０とを、両者の相対位置を固定した状態で、ｚ軸に平行な回転軸を中心として９０°だけ回転移動させる。第１の領域７２を遮蔽し、第２の領域７３をＳＲ光が透過し得る状態にする。マスク７０を介して基材４０にＳＲ光を照射することにより、溝４２が形成される。
【００４９】
上記実施例による方法で形成された２つの溝４１と４２との最も近接した点の間隔ｄは、マスク７０に形成されている第１の領域７２と第２の領域７３との相対的な位置関係によって決定さる。１回目のＳＲ光の照射後、２回目のＳＲ光の照射を行うまで、基材４０とマスク７０との相対位置が固定されているため、１回目のＳＲ光の照射時に形成された溝７１と、マスク７０との位置合わせを行う必要がない。このため、間隔ｄが５０μｍ以下であっても、再現性よく２つの溝４１及び４２を形成することができる。
【００５０】
上記実施例では、図４において、柱面４１ａの母線と加工開始表面４７とのなす角、及び柱面４２ａの母線と加工開始表面４７とのなす角が共に４５°である場合を示した。ｚ軸に平行な視線で見たとき、柱面４１ａの母線と柱面４２ａの母線とが、相互に直交するような相対位置関係であれば、加工開始表面４７と母線とのなす角が４５°である必要はない。例えば、柱面４１ａの母線と加工開始表面４７とのなす角を３５°とし、柱面４２ａの母線と加工開始表面４７とのなす角を５５°としてもよい。
【００５１】
柱面４１ａの母線と加工開始表面４７とのなす角が変化すると、柱面４１ａと加工開始表面４７との交線で画定される放物線の広がりが変化する。放物線の広がりの変化に応じて、マスク７０の第１の領域７２及び第２の領域７３の形状、具体的には外周を画定する放物線の広がりを変化させる必要がある。
【００５２】
図４に示した第１表面４５に形成された溝４１を複数本にし、第２表面４６に形成された溝４２を複数本にすることにより、図３に示したＸ線レンズアレイと同様に、複数のＸ線レンズが格子状に配置されたＸ線レンズアレイとすることができる。
【００５３】
また、上記実施例では、図４に示したように、柱面４１ａを画定する溝４１が加工開始表面４７及び第１表面４５に開口していたが、溝４１の代わりに、加工開始表面４７のみに開口する凹部を形成してもよい。この凹部の側面が、放物柱面４１ａを画定する。凹部の側面のうち柱面４１ａに対向する部分は、平面にしてもよいし、柱面４１ａとは反対向きに凸の放物柱面としてもよい。同様に、溝４２の代わりに、加工開始表面４７のみに開口する凹部を形成してもよい。
【００５４】
上記実施例では、図４に示した基材５０としてＰＴＦＥを用いた場合を説明したが、ＰＴＦＥの外に、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（例えばデュポン社の登録商標「テフロンＦＥＰ」）やテトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル共重合体（例えばデュポン社の登録商標「テフロンＰＦＡ」を用いてもよい。
【００５５】
また、図４では、Ｘ線の入射側と出射側の２つの屈折面を、共に放物柱面とした場合を説明したが、一方の面のみを放物柱面としてもよい。また、Ｘ線を収束させる作用を奏する曲面であれば、放物柱面以外の滑らかな柱面としてもよい。
【００５６】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基材にＳＲ光を照射して凹部を形成することにより、Ｘ線レンズを作製することができる。Ｘ線レンズの入射側と出射側の表面は、基材とマスクとの相対位置関係を固定したままＳＲ光の進行方向と基材との相対位置関係を変えてＳＲ光を２回照射することにより形成される。このため、入射側の表面と出射側の表面との位置関係を、高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明者の先の提案によるＸ線レンズの斜視図及び正面図である。
【図２】 Ｘ線レンズの加工装置の概略図、及び試料保持台回りの断面図である。
【図３】 本発明者の先の提案によるＸ線レンズアレイの斜視図である。
【図４】 本発明の実施例によるＸ線レンズの斜視図である。
【図５】 本発明の実施例によるＸ線レンズの製造方法で用いられるマスクの平面図、及び基材とマスクとＳＲ光との位置関係を示す概略図である。
【図６】 従来のＸ線レンズの正面図である。
【符号の説明】
１ 電子軌道
２ ＳＲ光
３ マスク
４ ＰＴＦＥ基材
５ 光軸
７ 電源
８ ヒータ
９ 温度制御装置
１４、１５ 試料保持台
１６ ガス流路
１７ マスク保持手段
２０ 真空容器
２１ コネクタ
２２ リード線取出口
２３ 熱電対
３０ ＰＴＦＥ基材
３１ 第１の面
３２ 第２の面
３３ 第１の溝
３４ 第２の溝
４０ 基材
４１、４２ 溝
４５ 第１表面
４６ 第２表面
４７ 加工開始表面
５０ 基材
５１Ａ、５１Ｂ 溝
５２Ａ 第１の表面
５２Ｂ 第２の表面
６０、６１ Ｘ線
７０ マスク
７１ 直線部分
７２、７３ ＳＲ光透過領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線レンズに関し、特に放射光を利用して作製するのに適したＸ線レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に、ネイチャ第３８４巻（１９９６年１１月７日）の第４９〜５１頁に開示されているＸ線レンズの側面図を示す。ボロンまたはアルミニウム等からなる基材１００に、図６の紙面に垂直な中心軸を有する円柱状の複数の貫通孔１０１が形成されている。各貫通孔１０１の半径は１００〜１１００μｍであり、相互に隣接する２つの貫通孔１０１の間隔ｄは、約２５μｍである。
【０００３】
基材１００の図の左端から、Ｘ線１０２が入射する。入射したＸ線は、各貫通孔１０１の内周面で屈折を繰り返す。Ｘ線に対するボロンやアルミニウムの屈折率は１よりもやや小さいため、基材１００の図の右端から出射するＸ線１０３は、収束光線束となる。
【０００４】
種々の材料のＸ線領域における屈折率は非常に１に近いため、焦点距離の短いＸ線レンズを作製することは困難である。図６のように、複数の貫通孔１０１を形成し複合レンズとすることにより、焦点距離の比較的短いレンズを得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
焦点距離を短くするためにレンズの枚数（図６では貫通孔１０１の個数に相当）を多くすると、レンズ材料によるＸ線の吸収が大きくなってしまう。例えば、貫通孔１０１の個数を５０、相互に隣接する２つの貫通孔１０１の間隔ｄを０．０２ｍｍとすると、レンズの吸収体の合計の厚さは１ｍｍになる。
【０００６】
また、複合レンズの有効口径ＡCは、
【０００７】
【数１】
ＡC＝２Ｒ（２／μＲＮ）1/2
と表される。ここで、Ｒは貫通孔１０１の半径、μはＸ線吸収係数、Ｎはレンズ枚数である。例えば、アルミニウムのＸ線吸収係数μは約２０ｃｍ-1である。Ｒ＝０．２ｍｍ、Ｎ＝５０、とすると、有効口径ＡCは０．１２ｍｍになってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、Ｘ線吸収が少なく、かつ焦点距離を短くすることが可能なＸ線レンズ及びその製造に適した加工方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、平坦な加工開始表面を有する基材と、前記基材に設けられた第１の凹部であって、該第１の凹部は、前記加工開始表面と交差する第１の仮想平面に平行な直線を母線とする第１の柱面を画定し、該第１の柱面の母線が前記加工開始表面まで達し、該加工開始表面に対して傾き、該第１の柱面と該加工開始表面との交線が、第１の向きに凸の曲線である前記第１の凹部と、前記基材に設けられた第２の凹部であって、該第２の凹部は、前記第１の仮想平面に平行な直線を母線とする第２の柱面を画定し、該第２の柱面の母線が前記加工開始表面まで達し、該加工開始表面に対して傾き、該第２の柱面と該加工開始表面との交線が、第１の向きとは反対の向きに凸の曲線であり、前記第１の仮想平面の法線に平行な視線で見たとき、前記第１の柱面と該第２の柱面とが交差し、交差箇所において該第２の柱面が該第１の柱面から、前記第１の仮想平面の法線方向に第１の距離だけ離れている前記第２の凹部とを有するＸ線レンズが提供される。
【００１０】
第１の仮想平面の法線に平行な視線で見たときに第１の柱面と第２の柱面とが交差する箇所が、Ｘ線レンズとして作用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を説明する前に、図１及び図２を参照して、本発明者が先に提案したＸ線レンズ及びその製造方法について説明する。
【００１４】
図１（Ａ）は、先に提案されたＸ線レンズの斜視図を示す。ＸＹＺ直交座標系を考える。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる直方体形状の基材５０が、各面をＸＹ面、ＹＺ面、及びＺＸ面に平行にするように配置されている。ＸＹ面に平行な２つの面に、それぞれ溝５１Ａ及び５１Ｂが形成されている。溝５１Ａの内面（第１の表面５２Ａ）及び溝５１Ｂの内面（第２の表面５２Ｂ）は、共にＹ軸に平行な直線を母線とする柱面であり、ＹＺ面に関して面対称である。
【００１５】
第１の表面５２ＡはＺ軸の負の方向を向き、第２の表面５２ＢはＺ軸の正の方向を向いている。すなわち、両者は相互に反対方向を向いている。また、第１及び第２の表面５２Ａ及び５２Ｂは、共に凹面である。第１の表面５２ＡとＺＸ面との交線、及び第２の表面５２ＢとＺＸ面との交線は、共に放物線である。
【００１６】
ＰＴＦＥの屈折率をｎとすると、ｎ＝１−δと表すことができる。ここで、δは、屈折率低下分（refractive index decrement）である。波長０．７ｎｍのＸ線に対するＰＴＦＥの屈折率低下分δは７．２５×１０-7であり、吸収係数μは６ｃｍ-1である。
【００１７】
図１（Ａ）のＺ軸の正の向きに進行するＸ線６０が、第１の表面５２Ａに入射する。第１の表面５２Ａに入射したＸ線は、第１の表面５２Ａで屈折し、さらに第２の表面５２Ｂで屈折し、ＺＸ面内に関して収束するＸ線６１が得られる。すなわち、第１及び第２の表面５２Ａ及び５２Ｂを有する基材５０は、Ｘ線に対して集光レンズとして作用する。
【００１８】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ線レンズのＺＸ面における断面形状を示す。第１の表面５２ＡとＺＸ面との交線は、Ｘ2＝２Ｒ（−Ｚ−ｄ／２）と表され、第２の表面５２ＢとＺＸ面との交線は、Ｘ2＝２Ｒ（Ｚ−ｄ／２）と表される。ここで、Ｒ＝２μｍ、ｄ＝１０μｍである。すなわち、この放物線の、ＹＺ面との交点における曲率半径は２μｍであり、ＹＺ面上において、第１の表面５２Ａと第２の表面５２Ｂとの間の厚さは１０μｍである。このレンズの焦点距離Ｆは、Ｒ／（２δ）で与えられるため、Ｆ＝１．４ｍとなる。
【００１９】
基材５０のＺ軸方向の厚さを１２００μｍとすると、Ｚ＝±６００μｍの位置における第１及び第２の表面５２Ａ及び５２ＢのＸ座標は約±４９μｍになる。すなわち、このＸ線レンズのＸ軸方向の有効口径は約９８μｍになる。このとき、分解能σ＝１μｍになる。焦点距離Ｆ＝１．４ｍ、有効口径９８μｍの収束レンズを、１枚の円柱面のレンズで実現することは不可能である。図１に示したＸ線レンズでは、屈折面を放物柱面にしているため、１枚のレンズで焦点距離が短く、かつ有効口径の大きな収束レンズを実現することができる。
【００２０】
実効的にＸ線を集光させることができ、かつ大きな有効口径を確保するためには、第１または第２の表面５２Ａまたは５２ＢとＺＸ面との交線の、ＹＺ面との交点における曲率半径を２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００２１】
次に、図１（Ａ）に示した先の提案によるＸ線レンズの製造方法について説明する。
【００２２】
図２（Ａ）は、Ｘ線レンズの加工装置の概略図である。シンクロトロンに蓄積された電子の周回軌道１から光軸５に沿ってシンクロトロン放射光（ＳＲ光）２が放射される。光軸５に沿った光源からの距離Ｌの位置にＰＴＦＥ基材４が配置されている。加工対象物４の前方には、間隔Ｇだけ離れてマスク３が配置されている。電子軌道１、基材４及びマスク３は同一の真空容器内に配置されている。
【００２３】
マスク３には、ＳＲ光を実質的に透過させる領域と透過させない領域とが画定されている。なお、実質的に透過させる領域とは、ＰＴＦＥ基材４を加工するのに十分な強さのＳＲ光を透過させる領域を意味し、実質的に透過させない領域とは、その領域をＳＲ光が透過しないか、または透過したとしても透過光がＰＴＦＥ基材を加工しない程度の強さまで弱められるような領域を意味する。
【００２４】
マスク３は、図１（Ｂ）に示すパターンを有する厚さ１０〜１００μｍの銅板である。すなわち、マスク３の縁は、凹状の放物線部分を含む。なお、銅以外の金属を用いてもよい。なお、マスク３は、２〜１０μｍ程度の厚さのものでもよい。
【００２５】
ＳＲ光２は、マスク３を介してＰＴＦＥ基材４の表面に照射される。ＳＲ光の照射される面は、図１（Ａ）のＺＸ面に平行な面である。ＰＴＦＥ基材４の表面でＳＲ光によるエッチングが生じ、ＳＲ光が照射された部分が剥離される。ＳＲ光２は高い平行度を有するため、加工されたＰＴＦＥ基材４は、光軸５に沿って見たときマスク３とほぼ同一形状になる。このため、図１（Ａ）に示すようなＸ線レンズが得られる。
【００２６】
図２（Ｂ）は、加工部の断面図を示す。真空容器２０内に試料保持台１４が配置されている。試料保持台１４の試料保持面にＰＴＦＥ基材４が保持されている。マスク３が、マスク保持手段１７によりＰＴＦＥ基材４の前面に配置されている。マスク３をＰＴＦＥ基材４の表面に密着させてもよいし、ある間隔を隔てて配置してもよい。加工時には、図の左方からマスク３を通してＰＴＦＥ基材４の表面にＳＲ光２を照射する。
【００２７】
試料保持台１４は、例えばセラミックで形成され、内部にヒータ８が埋め込まれている。ヒータ８のリード線が、真空容器２０の壁に取り付けられたコネクタ２１の内側の端子に接続されている。コネクタ２１の外側の端子が、電源７に接続されており、電源７からヒータ８に電流が供給される。ヒータ８に電流を流すことにより、ＰＴＦＥ基材４を加熱することができる。
【００２８】
試料保持台１４の試料保持面に熱電対２３が取り付けられている。熱電対２３のリード線は、リード線取出口２２を通して真空容器２０の外部に導出され、温度制御装置９に接続されている。リード線取出口２２は、例えばハンダ付けにより気密性が保たれている。温度制御装置９は、試料保持面の温度が所望の温度になるように、電源７を制御しヒータ８を流れる電流を調節する。
【００２９】
図２（Ｃ）は、試料保持台の他の構成例を示す。試料保持台１５の内部にガス流路１６が形成されている。ガス流路１６に所望の温度のガスを流してガスとＰＴＦＥ基材４との熱交換を行わせ、ＰＴＦＥ基材４を所望の温度に維持することができる。
【００３０】
最小曲率半径２０μｍ以下の滑らかな曲面、及び最小の間隔が５０μｍ以下となるような２つの屈折面を、機械的な加工によって作製することは困難である。図２（Ａ）に示すＳＲ光を利用した加工装置を用いることにより、最小曲率半径２０μｍ以下の放物面を容易に形成することができる。また、２つの放物面の最小間隔が５０μｍ以下となるＸ線レンズを再現性よく作製することができる。
【００３１】
ＳＲ光は高い平行度を有するため、図１（Ａ）のＸ線レンズのＹ軸方向の厚さをＴとしたとき、Ｔ／Ｒが５以上のレンズを容易に作製することができる。Ｔ／Ｒが５以上となるようにすることにより、レンズをＹ軸方向に大きくしても、焦点距離を短く維持することができる。
【００３２】
次に、図３を参照して、本願発明者によって先に提案された他のＸ線レンズの斜視図を示す。ＰＴＦＥ等のフッ素系ポリマーからなる基材３０の第１の面３１と、その反対側の第２の面３２とが、相互に平行に配置されている。ｘｙ面が第１の面３１と平行になり、第２の面３２の法線ベクトルの向きをｚ軸の正の向きとするｘｙｚ直交座標系を考える。
【００３３】
第１の面３１に、ｙ軸に平行な３本の同一形状の溝３３が形成されている。第２の面３２に、ｘ軸に平行な２本の同一形状の溝３４が形成されている。これらの溝３３及び３４は、図１（Ａ）に示した溝５２Ａや５２Ｂと同様の方法で形成することができる。すなわち、溝３３及び３４の各々の内面は柱面になる。溝３３の内面とｚｘ面との交線は、ｚ軸の正の向きに向かって凸、すなわち基材３０の内部に向かって凸の放物線になる。また、溝３４の内面とｙｚ面との交線は、ｚ軸の負の向きに向かって凸、すなわち基材３０の内部に向かって凸の放物線になる。溝３３及び３４の各々の幅は、例えば約５０μｍであり、相互に隣り合う溝の間隔も、約５０μｍである。
【００３４】
溝３３と溝３４との交差箇所において、溝３３の底と溝３４の底とが、所定の間隔を隔てて配置される。Ｘ線吸収量を十分少なくするために、溝３３の底と溝３４の底との間隔を５０μｍ以下とすることが好ましい。また、図１に示したＸレンズの場合と同様に、溝３３及び３４の最深部の曲面の曲率半径を２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３５】
ｚ軸の正の向きに伝搬するＸ線が、図３に示したＸ線レンズに入射すると、溝３３の内面で屈折し、ｚｘ面内に関して収束される３本の帯状のＸ線ビームが得られる。これらの帯状のＸ線ビームは、溝３４の内面で屈折し、ｙｚ面内に関して収束される。これにより、６本の収束Ｘ線マイクロビームが得られる。すなわち、溝３３と３４との交差箇所の各々が、Ｘ線収束レンズとして作用する。溝３３の本数をＮ、溝３４の本数をＭとすると、Ｎ×Ｍの行列状に配列したＸ線レンズアレイが得られる。
【００３６】
以下、図３に示したＸ線レンズアレイの製造方法を説明する。ｚｘ面に平行な表面上にマスクを配置して第１回目のＳＲ光照射を行うことにより、ｙ軸に平行な溝３３を形成する。次に、ｙｚ面に平行な表面上にマスクを配置して第２回目のＳＲ光照射を行うことにより、ｘ軸に平行な溝３４を形成する。２回のＳＲ光の照射によって、溝３３と３４が形成される。
【００３７】
第１回目のＳＲ光照射で形成された溝３３と、第２回目のＳＲ光照射時のマスクとのｚ軸方向の位置合わせを行う必要がある。溝３３の底と溝３４の底との間隔を５０μｍ以下とすることが好ましいため、この位置合わせには、ミクロンオーダの位置決め精度が要求される。ところが、このように高精度の位置合わせを行うのは困難である。以下に説明する実施例による加工方法では、２つの溝の深さ方向の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３８】
図４に、本発明の実施例によるＸ線レンズの斜視図を示す。ＰＴＦＥからなる直方体形状の基材４０の一つの第１表面４５に溝（凹部）４１が形成され、第１表面４５の反対側の第２表面４６に、溝（凹部）４２が形成されている。溝４１及び４２の一方の端部が、第１表面４５と第２表面４６とを接続する加工開始表面４７まで達している。ｚｘ面を加工開始表面４７に平行にし、ｘｙ面を第１表面４５及び第２表面４６と平行にするｘｙｚ直交座標系を考える。
【００３９】
溝４１は、ｘｙ面に平行な直線を母線とする柱面４１ａを画定している。柱面４１ａの母線は、加工開始表面４７まで達しており、加工開始表面４７に対して傾いている。加工開始表面４７と、柱面４１ａの母線とのなす角は４５°である。柱面４１ａと加工開始表面４７との交線は、ｚ軸の負の向きに凸で、ｚ軸に平行な中心軸を持つ放物線である。
【００４０】
溝４２も、ｘｙ面に平行な直線を母線とする柱面４２ａを画定している。柱面４２ａの母線も加工開始表面４７まで達しており、加工開始表面４７に対して、柱面４１ａの母線の傾いている向きとは反対の向きに傾いている。加工開始表面４７と、柱面４２ａの母線とのなす角は４５°である。柱面４２ａと加工開始表面４７との交線は、ｚ軸の正の向きに凸で、ｚ軸に平行な中心軸を持つ放物線である。
【００４１】
柱面４１ａと、その母線に垂直な平面との交線が、Ｘ2＝ＲＺ（Ｒは定数）で表される放物線である場合、柱面４１ａと加工開始表面４７との交線は、Ｘ2＝２ＲＺで表される放物線になる。
【００４２】
図４において、ｚ軸に平行な視線で見たとき、柱面４１ａと柱面４２ａとが交差しており、両者の母線が相互に直交する。柱面４１ａと柱面４２ａとが最も接近する位置（交差する位置）において、両者は距離ｄだけ離れている。溝４１及び４２が、それぞれ図３に示したＸ線レンズアレイの溝３３及び３４に対応する。溝４１と４２との交差箇所が、Ｘ線レンズとして作用する。Ｘ線の透過率を高めるために、柱面４１ａと柱面４２ａとの間隔ｄを５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】
次に、図５を参照して、図４に示した実施例によるＸ線レンズの製造方法を説明する。
【００４４】
図５（Ａ）は、実施例によるＸ線レンズの製造方法で使用されるマスク７０の平面図を示す。マスク７０に、ＳＲ光を透過させる第１の領域７２と第２の領域７３とが画定されている。マスク７０は、例えばポリイミド製の基板の表面に厚さ１〜４μｍの金膜を蒸着し、この金膜をパターニングして、第１の領域７２及び第２の領域７３に相当する開口を形成することにより得られる。金膜のパターニングは、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて行うことができる。
【００４５】
図４に示した基材４０を図２（Ｂ）の試料保持台５に取り付け、マスク７０をマスク保持手段１７で保持する。マスク７０の外周に、直線部分７１が設けられている。マスク７０が基材４０の加工開始表面４７と平行になり、直線部分５０が、図４に示したｘ軸と平行になるように、マスク７０と基材４０との相対位置を固定する。第１の領域７２及び第２の領域７３が、それぞれ図４の溝４１及び４２に対応する。すなわち、第１の領域７２は、柱面４１ａと加工開始表面４７との交線に相当する放物線を画定し、第２の領域７３は、柱面４２ａと加工開始表面４７との交線に相当する放物線を画定している。
【００４６】
第２の領域７３によって画定された放物線を、ｘ軸（直線部分５０）に平行な方向に並進移動させ、その中心軸を、第１の領域７２によって画定された放物線の中心軸と一致させたとき、両者の先端同士の間隔が、図４に示した柱面４１ａと柱面４２ａとの間隔ｄと等しくなる。また、第１の領域７２及び第２の領域７３で画定される放物線の中心軸は、ｚ軸に平行である。
【００４７】
図５（Ｂ）に示すように、基材４０とマスク７０との相対位置を固定した状態で、基材４０に定義されたｚ軸がＳＲ光２の進行方向と直交し、加工開始表面４７へのＳＲ光の入射角が４５°になるように、基材４０とマスク７０とを設置する。マスク７０の第２の領域７３を遮蔽し、マスク７０を介して基材４０にＳＲ光２を照射する。第１の領域７２を通過したＳＲ光により、基材４０に溝４１が形成される。
【００４８】
図５（Ｃ）に示すように、基材４０とマスク７０とを、両者の相対位置を固定した状態で、ｚ軸に平行な回転軸を中心として９０°だけ回転移動させる。第１の領域７２を遮蔽し、第２の領域７３をＳＲ光が透過し得る状態にする。マスク７０を介して基材４０にＳＲ光を照射することにより、溝４２が形成される。
【００４９】
上記実施例による方法で形成された２つの溝４１と４２との最も近接した点の間隔ｄは、マスク７０に形成されている第１の領域７２と第２の領域７３との相対的な位置関係によって決定さる。１回目のＳＲ光の照射後、２回目のＳＲ光の照射を行うまで、基材４０とマスク７０との相対位置が固定されているため、１回目のＳＲ光の照射時に形成された溝７１と、マスク７０との位置合わせを行う必要がない。このため、間隔ｄが５０μｍ以下であっても、再現性よく２つの溝４１及び４２を形成することができる。
【００５０】
上記実施例では、図４において、柱面４１ａの母線と加工開始表面４７とのなす角、及び柱面４２ａの母線と加工開始表面４７とのなす角が共に４５°である場合を示した。ｚ軸に平行な視線で見たとき、柱面４１ａの母線と柱面４２ａの母線とが、相互に直交するような相対位置関係であれば、加工開始表面４７と母線とのなす角が４５°である必要はない。例えば、柱面４１ａの母線と加工開始表面４７とのなす角を３５°とし、柱面４２ａの母線と加工開始表面４７とのなす角を５５°としてもよい。
【００５１】
柱面４１ａの母線と加工開始表面４７とのなす角が変化すると、柱面４１ａと加工開始表面４７との交線で画定される放物線の広がりが変化する。放物線の広がりの変化に応じて、マスク７０の第１の領域７２及び第２の領域７３の形状、具体的には外周を画定する放物線の広がりを変化させる必要がある。
【００５２】
図４に示した第１表面４５に形成された溝４１を複数本にし、第２表面４６に形成された溝４２を複数本にすることにより、図３に示したＸ線レンズアレイと同様に、複数のＸ線レンズが格子状に配置されたＸ線レンズアレイとすることができる。
【００５３】
また、上記実施例では、図４に示したように、柱面４１ａを画定する溝４１が加工開始表面４７及び第１表面４５に開口していたが、溝４１の代わりに、加工開始表面４７のみに開口する凹部を形成してもよい。この凹部の側面が、放物柱面４１ａを画定する。凹部の側面のうち柱面４１ａに対向する部分は、平面にしてもよいし、柱面４１ａとは反対向きに凸の放物柱面としてもよい。同様に、溝４２の代わりに、加工開始表面４７のみに開口する凹部を形成してもよい。
【００５４】
上記実施例では、図４に示した基材５０としてＰＴＦＥを用いた場合を説明したが、ＰＴＦＥの外に、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（例えばデュポン社の登録商標「テフロンＦＥＰ」）やテトラフルオロエチレン−ペルフルオロビニルエーテル共重合体（例えばデュポン社の登録商標「テフロンＰＦＡ」を用いてもよい。
【００５５】
また、図４では、Ｘ線の入射側と出射側の２つの屈折面を、共に放物柱面とした場合を説明したが、一方の面のみを放物柱面としてもよい。また、Ｘ線を収束させる作用を奏する曲面であれば、放物柱面以外の滑らかな柱面としてもよい。
【００５６】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基材にＳＲ光を照射して凹部を形成することにより、Ｘ線レンズを作製することができる。Ｘ線レンズの入射側と出射側の表面は、基材とマスクとの相対位置関係を固定したままＳＲ光の進行方向と基材との相対位置関係を変えてＳＲ光を２回照射することにより形成される。このため、入射側の表面と出射側の表面との位置関係を、高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明者の先の提案によるＸ線レンズの斜視図及び正面図である。
【図２】 Ｘ線レンズの加工装置の概略図、及び試料保持台回りの断面図である。
【図３】 本発明者の先の提案によるＸ線レンズアレイの斜視図である。
【図４】 本発明の実施例によるＸ線レンズの斜視図である。
【図５】 本発明の実施例によるＸ線レンズの製造方法で用いられるマスクの平面図、及び基材とマスクとＳＲ光との位置関係を示す概略図である。
【図６】 従来のＸ線レンズの正面図である。
【符号の説明】
１ 電子軌道
２ ＳＲ光
３ マスク
４ ＰＴＦＥ基材
５ 光軸
７ 電源
８ ヒータ
９ 温度制御装置
１４、１５ 試料保持台
１６ ガス流路
１７ マスク保持手段
２０ 真空容器
２１ コネクタ
２２ リード線取出口
２３ 熱電対
３０ ＰＴＦＥ基材
３１ 第１の面
３２ 第２の面
３３ 第１の溝
３４ 第２の溝
４０ 基材
４１、４２ 溝
４５ 第１表面
４６ 第２表面
４７ 加工開始表面
５０ 基材
５１Ａ、５１Ｂ 溝
５２Ａ 第１の表面
５２Ｂ 第２の表面
６０、６１ Ｘ線
７０ マスク
７１ 直線部分
７２、７３ ＳＲ光透過領域
Claims (4)
- 加工開始表面を有する基材と、
前記基材に設けられた第１の凹部であって、該第１の凹部は、前記加工開始表面と交差する第１の仮想平面に平行な直線を母線とする第１の柱面を画定し、該第１の柱面の母線が前記加工開始表面まで達し、該加工開始表面に対して傾き、該第１の柱面と該加工開始表面との交線が、第１の向きに凸の曲線である前記第１の凹部と、
前記基材に設けられた第２の凹部であって、該第２の凹部は、前記第１の仮想平面に平行な直線を母線とする第２の柱面を画定し、該第２の柱面の母線が前記加工開始表面まで達し、該加工開始表面に対して傾き、該第２の柱面と該加工開始表面との交線が、第１の向きとは反対の向きに凸の曲線であり、前記第１の仮想平面の法線に平行な視線で見たとき、前記第１の柱面と該第２の柱面とが交差し、交差箇所において該第２の柱面が該第１の柱面から、前記第１の仮想平面の法線方向に第１の距離だけ離れている前記第２の凹部と
を有するＸ線レンズ。 - 前記第１の距離が５０μｍ以下である請求項１に記載のＸ線レンズ。
- 前記第１の仮想平面の法線に平行な視線で見たとき、前記第１の柱面の母線と前記第２の柱面の母線とが相互に直交する請求項１または２に記載のＸ線レンズ。
- 前記第１の仮想平面が前記加工開始表面と直交し、前記第１の柱面と前記加工開始表面との交線、及び前記第２の柱面と前記加工開始表面との交線が、前記第１の仮想平面の法線に平行な中心軸を持つ放物線である請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線レンズ。
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