JPH03283398A

JPH03283398A - Ｘ線発生装置

Info

Publication number: JPH03283398A
Application number: JP8509890A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hirose; 秀男広瀬; Shinji Nagamachi; 信治長町
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-13

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、レーザビームを所定のターゲットに照射する
ことによってプラズマ化し、Ｘ線の発生を行う装置に関
し、Ｘｇレーザ、Ｘ線リソグラフィやＸ線顕微鏡、ある
いはＸ線光電子分光顕微鏡等に利用することができる。

〈従来の技術〉この種のＸ線発生装置においては、一般に、ターゲット
材料として固体金属や不活性ガスの結晶体などが用いら
れるが、レーザビームの照射によってターゲット物質は
分解または蒸発して消耗する。そのため、レーザビーム
の照射位置に次々とターゲット材料を供給する必要があ
る。

従来、この供給を行う手法としては、円筒体のターゲッ
ト材料を回転させる方法、平板状のターゲット材料を平
行移動させる方法、あるいは薄膜（テープ状）のターゲ
ット材料を送る方法等がある。

〈発明が解決しようとする課題〉以上のような従来のターゲット材料の供給方法によれば
、いずれも、ターゲット材料を頻繁に交換する必要があ
り、装置の長時間連続運転ができず、また、運転に際し
て人手によるターゲット交換作業を比較的短い周期のも
とに必要とする。さらにレーザビームのスポット径は通
常数５０μｍ程度に設定され、これによってターゲット
には数１００μｍ程度の貫通孔が生じるが、このターゲ
ットのビーム被照射面を更新するためには、１■程度の
移動が必要となる。これが故に、ターゲット材料は実際
の消耗が僅かで大部分が未使用の状態で交換されること
になり、非経済的である。

本発明の目的は、ターゲット材料を長時間交換する必要
がなく、もってＸ線を長時間に亘って安定に発生でき、
しかもターゲット材料を無駄なく有効に使用できる、Ｘ
線発生装置を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉上記の目的を達成するために、本発明では、実施例に対
応する第１図、第２図に示すように、固体金属を溶解し
、その液体金属りを所定の固体金属（例えばタングステ
ン類のニードル）３の表面に沿って薄膜状に形成するた
めの手段（例えば高温容器２および引き出し電極５等）
を備え、固体金属３の表面上に形成した液体金属りを、
ターゲットとしてレーザビームＢを照射するよう構成し
ている。

〈作用〉液体金属しは金属３表面との濡れ性や例えば電気的作用
等によって、金属３表面に沿って薄膜化する。この薄膜
化した液体金属しはレーザビームＢの照射により蒸発し
て減少または消失するが、このレーザビームＢの照射位
置には、上記の濡れ特性等によって瞬時に液体金属薄膜
が自己再生される。

〈実施例〉本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の構成を示す縦断面図で、第２図
はそのニードル３の先端部分の拡大図である。

真空容器１内の所定位置に、高温容器２が配設されてい
る。この高温容器２の下部にはタングステン類のニード
ル３が多孔体４を介して固着されている。このニードル
３の直径はｌｌ１ｌＩ１１程度である。

また、多孔体４としてはタングステン焼結体を用いる。

なお、高温容器２はパイプ状ヒータで、その加熱用電源
２ａが接続されている。

ニードル３の下方には所定の隙間を隔てて引き出し電極
５が配設されており、この引き出し電極５とニードル３
との間に、電極５が負電位となるようにその両者間に電
位差を与えるための直流電源６が設けられている。

一方、真空容器１の側方外部にパルスレーザ光源７が設
置されており、このレーザ光源７からのレーザビームＢ
は真空容器に設けられた窓１ａを通過してこの容器内に
入射した後、レンズ８によってニードル３の先端部表面
に集光される。そのスポット径は５０μｍ程度である。

また、真空容器１の下方壁体にはＸ線窓１ｂが設けられ
ている。

次に、本発明実施例の作用を述べる。

まず、ターゲット材料となる金属を粉体の状態で高温容
器２に挿入した後、真空容器１内の真空引きを行ってお
く。

さて、高温容器２内部に挿入された粉体金属はこの高温
容器ｚ内において加熱溶解され液体金属りとなる。この
液体金属しは多孔体４を通過してニードル３表面に滲み
だし、拡張濡れによりその表面上に沿って広がり、さら
にニードル３と引き出し電極５との間の電位差によって
ニードル３先端部まで広がり、これにより第２図に示す
ようにニードル３表面が薄膜状の液体金属しに完全に覆
われる。そして、液体金属しは引き出し電極５に向かっ
て、ニードル３の先端よりイオン放出を行う。このため
金属薄膜には定常的な流れが生じる。

以上のような薄膜状の液体金属りをターゲットとしてレ
ーザビームＢを照射することによって高輝度Ｘ線が発生
し、このＸ線はＸ線窓１ｂを経て外部へと出射する。こ
こで、レーザビーム照１４により、ニードル３表面の液
体金属りは局所的に分解・蒸発し、この部分の液体金属
しは減少あるいは消失するが、拡散濡れおよび上記の電
位差等によってその部分に液体薄膜が瞬時に自己再生さ
れる。これにより、レーザビームＢの照射位置には常に
薄膜状の液体金属りが存在し、長時間つまり高温容器２
内の液体金属りが無くなるまで、高輝度のＸ線を発生す
ることができる。

なお、ニードル３表面に形成される薄膜状の液体金属り
の膜厚は可能な限り薄くすることが好ましく、例えば１
０μｍ程度となるように、液体金属りの温度および引き
出し電極５に印加する電圧等の諸条件を適宜に選定する
。

また、ニードル３の材質はタングステンの外、ターゲッ
トとする金属材料との濡れ特性が良好な金属であれば特
に限定されない。

さらに、広範囲の波長に亘るスペクトルをもつＸ線を発
生させたい場合には、２種類以上の成分をもつ合金の粉
体を高温容器２内部に挿入すればよい。

以上の実施例においては、高温容器２すなわち液体金属
溜めを備えているが、このような液体金属溜めを設けず
に、例えばニードル根本部に所定量のターゲット金属を
あらかじめ付着させておき、このニードル自体を加熱す
ることによって、その表面に沿って薄膜状の液体金属を
形成するよう構成してもよい。この場合、Ｘ線を連続発
生できる時間は先の実施例に比して短くなるものの、構
造が非常に簡単になるといった利点がある。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、金属表面に沿っ
て形成した薄膜状の液体金属をターゲットとしてレーザ
ビームを照射するよう構成したから、ターゲット材料の
レーザビーム照射による分解・蒸発でその材料が減少あ
るいは消失しても、そのレーザビーム照射位置には、液
体薄膜が瞬時に自己再生され、ターゲット材料を効率的
に使用できる結果、従来のようなターゲット材料の交換
装着が不要となり、その作業を行うことなく長時間に亘
って連続的にＸ線を発生することができる。

しかも、無駄なくターゲット材料を使用できて経済的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示す縦断面図、第２図は
そのニードル３の先端部の拡大図である。１・・・真空容器２・・・高温容器３・・・ニードル４・・・多孔体５・・・引き出し電極・直流電源・レーザ光源・レーザビーム・液体金属

Claims

【特許請求の範囲】

真空雰囲気中でターゲット材料にレーザビームを照射す
ることによってＸ線を発生する装置において、固体金属
を溶解し、その液体金属を所定の固体金属表面に沿って
薄膜状に形成するための手段を備え、上記固体金属表面
上に形成した液体金属を、ターゲットとしてレーザビー
ムを照射するよう構成したことを特徴とする、Ｘ線発生
装置。