JPH0321897A

JPH0321897A - Ｘ線用多層膜反射鏡

Info

Publication number: JPH0321897A
Application number: JP15588189A
Authority: JP
Inventors: Mikiko Katou; 加藤　美来子; Yoshinori Iketaki; 慶記池滝
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1991-01-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、特に生体Ｘ線顕微鏡で使用される「水の窓」
と呼ばれる波長領域のＸ線を対象としたＸ線用多層膜反
射鏡に関する。

〔従来の技術〕

近年、鏡面法線に対する光の入射角が小さくても軟Ｘ線
領域で使用できるように、基板上に複素屈折率の異なる
２種類の物質を交互に積層した多層膜反射鏡が提案され
ている。そして、前記２種類の物質として、複素屈折率
の差の絶対値が大きくなるような組合せを選択すると高
い反射率が得られることが知られている。例として、ニ
ッケル（Ｎｊ）　　一スカンジウム（　Ｓ　ｃ　）　　
（Ｎｕｃｌｅａｒｆｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｍ
ｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｐｙｓｉｃｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ａ２６（１９８７）Ｐ７５〜７７参照）やニッケル（Ｎ
ｉ）チタン（Ｔ　ｉ）　　（Ａｐｌ１１．０ｐｔ．ｖｏ
ｌ．１６　Ｎｏ．ｌ，Ｐ８９　〜９３参照）の組合せが
挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、２種類の物質を各物質毎の膜厚を等しくして
交互に積層する場合、特定の波長の光を特定の入射角で
入射した特に反射率が最大となるように、フレネルの斬
化式に準拠した設計法（波岡武　精密工学会誌５２／１
１／１９８６　　ＰＩ８４３参照）により膜厚を最適化
できることが知られている。

以下の表に、従来知られている多層膜構成物質の内、ニ
ッケル（Ｎｉ）とスカンジウム（Ｓｃ）の組合せと、ニ
ッケル（Ｎｉ）とチタン（Ｔｉ）の組合せを用い、層数
２０１層、波長３９．８人，３１．６人，２７．４人．
２３．６人、直入射という条件で設計した多層膜反射鏡
の反射率を示す。尚、（　）外の数値は反射率を示し、
（　）内の数値は各々の一層の膜厚（λ）を示している
。

去上記表から明らかなように、従来の物質の組合せでは、
「水の窓」全域（２０人〜４４人）に亘って高い反射率
を得ることが難しいことがわかる。

又、多層膜反射鏡は、単一彼長について最適設計された
ものであるため、波長分散性を有する。従って、生体に
含まれる物質の内、特に蛋白質を観察するのか、又はカ
ルシウムを観察するのか等で、「水の窓」領域中で波長
を変える必要がある。この時、波長によって多層膜反射
鏡を構成する物質を変えると、物質蒸着時の多層膜の特
性（例えば表面粗さなど）が変わってしまうため、でき
るだけ同じ物質の組合せを用いたい。

本発明は、上記問題点に鑑み、「水の窓」全域中のでき
るだけ広い範囲で、できるだけ高い反射率が得られる２
種類の構成物質の組合せを有するＸ線用多層膜反射鏡を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明によるＸ
線用多層膜反射鏡は、基板上に複素屈折率の異なる２種
類の物質を適当な厚さで交互に積層して多層膜を形成し
て成るＸ線用多層膜反射鏡において、前記２種類の物質
の内、波長２０〜４４人の領域のＸ線に対して高い複素
屈折率を有する物質として、二酸化ニアンチモン（Ｓｂ
ｓＯｓ）又は五酸化二アンチモン（Ｓｂ．０．）を選定
したことを特徴としている。又、前記２種類の物質のう
ち、波長２０人〜４４人の領域のＸ線に対して低い複素
屈折率を有する物質として、一窒化三ニッケル（Ｎｉ．
Ｎ）又はニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）又はコバルト
（Ｃ　ｏ）を選定したことを特徴としている。

以下、その理由について詳細に説明する。

Ｘ線用多層膜反射鏡の性能を決定する、Ｘ線領域の物質
の複素屈折率ｎは、次式で与えられる。

ｎ＝（１−δ）−ｉβ　　　　　・・・・（１）但し、部（Ｂ．Ｈｅｎｋｅ　Ａｔｏｍｉｃ　ｄａｔａ　ａｎｄ
　ｎｕｃｌｅａｒ　ｄａｔａｔａｂｌｅｓ　（１９８２
）参照）、Ｎａは単立体積当りの粒子数であって、アボ
ガド口数ＮＡ＋密度ρ，原子量Ａを用いると、 ρ Ｎ．＝ＮＡ　−一　　　　　　　・・・・（３）Ａと表わせる。又、λは波長、ｒ．は電子古典半径、ｉは
虚数単位である。又、（ｌ一δ）は屈折率を、βは吸収
係数を夫々示している。多層膜を構成する物質として、
複素屈折率の差が大きくなる２物質が有効であることは
先に述べた通りであり、更に物質に光が吸収されること
のないよう、吸収係数の小さな物質を選ぶことが好まし
い。

Ｓｂ，Ｓｂ！　Ｏｎ及びＳｂｔＯｓの複素屈折率は、「
水の窓」波長域では以下の表Ａのようになる。

である。

ここで、ｆ，とｆ，は原子散乱因子の実部と虚表　　Ａ表　　Ｂ上記表Ａより、ｓｂの代りにその酸化物Ｓｂ！Ｏｓ　，
Ｓｂｘ　Ｏｓを用いることで、吸収係数βを小さくする
ことができる。更に、Ｓ　ｂ　２より屈折率（ｌ一δ）
が大きくなる傾向にある。従って、Ｓｂ＊　Ｏｓ　，Ｓ
ｂ＊　Ｏｓは、Ｘ線用多層膜反射鏡を構成する２種類の
物質の内、「水の窓」波長域全域に亘って高屈折率を有
する物質として用いることができる。そして、特に、「
水の窓」中長波長側の２７λ〜４４人で有用である。

又、Ｎｉｓ　Ｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏの複素屈折率は、「
水の窓」波長域では以下の表Ｂのようになる。

従って、多層膜を構成する２種類の物質の内、低屈折率
材料として、一室化三ニッケル（　Ｎ　ｉｒＮ），ニッ
ケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），　コバルト（Ｃｏ）を選定
すると、より好ましい。

〔実施例〕

次に、一実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

以下の表１に、２種類の異なる物質を、各々同じ厚さで
交互に２０１層積層することを想定し、波長３９．８人
，３１．６人，２７．４人，２３．６人の軟Ｘ線を直入
射した時に最大反射率を与えるように設計された多層膜
反射鏡の反射率を示す。尚、（　）外の数値は反射率を
示し、（　）内の数値は各々の一層の膜厚（入）を示し
ている。

表−ユ同様に、下記表２に、２種類の異なる物質を、各々同じ
膜厚で交互に２０１層積層することを想定し、波長３９
．８人，３１．６人，２７．４人，２３．６人の軟Ｘ線
を入射角を変えて入射した時に、最大反射率を与えるよ
うに最適設計された多層膜反射鏡の反射率を示す。尚、
（　）外の数値は反射率を示し、（　）内の数値は各々
の一層の膜厚を示している。

表　　２入射角７° 入射角１８° Ｎｉ　　　Ｓｂｚ　　０５　　，　　Ｃｕ　　　Ｓｂ２
　　０’ｓ　　，　　ＣｕＳｂ２　０ｓ　　，　　Ｃｏ
−Ｓｂ２　０３　，　　Ｃ○−Ｓｂ２　０６及びＮｉ．
Ｎ−Ｓｔｚ　０６の組合せは、「水の窓」全域に亘る波
長（特に、２７〜４４人）に対して、光線の入射角が小
さくても、高い反射率を有することがわかる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によるＸ線用多層膜反射鏡は、「水
の窓」と呼ばれる波長域全域に亘って使用でき、特に２
７人〜４４人の帯域で高い反射率が得られるという実用
上重要な利点を有している。

従って、特に生体用顕微鏡に対応する光学素子として有
用である。

以上の表２から、ＮｉＳｂ＊２．発明の名称書（自発）平成ｌ年Ｕ月２日特願平１１５５８８１Ｘ線用多層膜反射鏡〒１０５東京都港区新橋５の１９６．補正の内容（１）明細書第２頁１４行目のｒＡ２６」をｒＡ２６１
３と訂正する。

（２）明細書第２頁２０行目の「特に」を１時に』と訂
正する。

（３）明細書第３頁１７行目のｒ　１　５．　９％（８．　４　２／１．　６）　Ｊを
ｔ　Ｉ　５．　９％（８，　４　２／１　１．　６）　
Ｊと訂正する。

（４）明細書第７頁１０行目の「Ｓｂ２」をｒｓｂｔｏ
ｓはＳｂ１と訂正する。

（５）明細書第９頁７行目のｒ　１　６．　４％（８．２　１／１　１．８）　Ｊを
ｔ　１　６．　４％（８．４　２／１　１．６）　Ｊと
訂正する。

（６）明細書第ｌＯ頁７行目の「７．９％（．５．　７　９／６．　０　３）　Ｊをｌ
ｒｌ　７．９％　（５．７　９／６．０　３）　Ｊ　ト
訂正ｔる。

（７）明細書第１１頁１行目の「膜厚」をＶ膜厚（入）』と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に複素屈折率の異なる２種類の物質を適当
な厚さで交互に積層して多層膜を形成して成るＸ線用多
層膜反射鏡において、前記２種類の物質のうち、波長２０〜４４Åの領域のＸ
線に対して高い複素屈折率を有する物質として、三酸化
二アンチモン（Ｓｂ＿２Ｏ＿５）又は五酸化二アンチモ
ン（Ｓｂ＿２Ｏ＿５）を選定したことを特徴とするＸ線
用多層膜反射鏡。
（２）前記２種類の物質のうち、波長２０〜４４Åの領
域のＸ線に対して低い複素屈折率を有する物質として、
一窒化三ニッケル（Ｎｉ、Ｎ）又はニッケル（Ｎｉ）又
は銅（Ｃｕ）又はコバルト（Ｃｏ）を選定したことを特
徴とする請求項（１）に記載のＸ線用多層膜反射鏡。