JPH0539519Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、細長い孔の内面でＸ線を回折させ
ることによつてＸ線を導くＸ線コリメータに関す
る。

［従来の技術］ Ｘ線回折装置などにおいては、スポツト状のＸ
線を試料に照射する場合がある。そのためには、
Ｘ線をピンホールによつて絞ることが行われてい
る。しかし、ピンホールで絞ると、Ｘ線の強度が
非常に弱くなり、不都合な場合がある。

そこで、Ｘ線の強度をそれほど減少させること
なくスポツト状のＸ線を得ることができるような
Ｘ線コリメータがいくつか知られている。たとえ
ば、特開昭62−115400号公報には、テープの内面
に多層膜を形成して、このテープをパイプ状に巻
くことによつて、Ｘ線コリメータとする技術が開
示されている。これによれば、多層膜による回折
現象によつてＸ線を効率良く導くことができると
されている。

このようにテープを利用するのは、細長い孔の
内面に直接多層膜を蒸着などで形成するのは困難
だからである。

［考案が解決しようとする課題］ 上述した従来のＸ線コリメータでは、多層膜を
形成したテープをパイプ状に巻いているが、この
巻き作業は比較的面倒であると思われる。また、
孔の内面に段が形成されないようにテープを突き
合わせていくのも大変であるように思われる。

この考案の目的は、細長い孔の内面に多層膜を
有していて、かつ、製作が容易なＸ線コリメータ
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この考案に係るＸ線
コリメータは、複数のコリメータ部品のそれぞれ
に、長手方向に延びる溝が形成され、この溝の内
面に、少なくとも２種類の非晶質薄膜層が交互に
重ね合わされて多層膜が形成され、各コリメータ
部品の溝が互いに向き合つて一つの円形断面の貫
通孔を構成するようにこれらコリメータ部品が互
いに組み合わされている。

コリメータ部品の数は、好ましくは２個とされ
る。この場合、溝の断面形状は半円形とされる。
もちろん、３個以上のコリメータ部品を結合する
ことによつてもこの考案のＸ線コリメータを作る
ことができる。

多層膜は、回折現象が十分認められる程度まで
非晶質薄膜層を重ねる必要がある。すなわち、所
定の繰返し単位を、少なくとも20単位程度重ねる
必要がある。

非晶質薄膜層は、少なくとも２種類が必要であ
る。１種類の非晶質薄膜層だけでは回折現象が生
じない。種類の異なる非晶質薄膜層の境界で回折
が生じるからである。なお、各薄膜層が結晶質で
あると、この結晶自体でＸ線が回折を生じてしま
うので、これを避けるために、各薄膜層は非晶質
にされている。

非晶質薄膜層の材質としては、境界で回折が生
じるかぎり任意の材質の組み合わせを利用でき
る。たとえば、タングステンとシリコンの組み合
わせ、タングステンとカーボンの組み合わせなど
が考えられる。

［作用］ このＸ線コリメータは次のように作られる。ま
ず、それぞれのコリメータ部品に、円弧形状の断
面を有する溝を形成する。この溝に、少なくとも
２種類の非晶質薄膜層を交互に形成する。その
後、コリメータ部品を互いに結合して、一つの円
形断面を構成し、細長い孔を形成する。

このＸ線コリメータの細長い孔の中にＸ線が入
ると、孔の内面の多層膜でＸ線が回折して、Ｘ線
コリメータの他端まで導かれる。

［実施例］ 次に、図面を参照してこの考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の一実施例の、一部を切り取つ
た斜視図である。このＸ線コリメータは、同一形
状の二つのコリメータ部品１０と２０から構成さ
れている。したがつて、以下の説明では、片方の
コリメータ部品１０についてだけ説明する。

コリメータ部品１０は、断面が略長方形の、細
長い形状をしている。長手方向に延びる端面１４
の中央には、長手方向に溝１２が形成され、この
溝１２の断面は半円形にされている。そして、コ
リメータ１０と２０を、互いの端面１４で重ね合
わせると、二つの溝１２によつて円形断面の細長
い孔が形成される。またＸ線コリメータの外形は
正方形断面となる。

この実施例では、Ｘ線コリメータの長さＬは、
120mmであり、正方形の一辺の長さＡは10mmであ
る。半円形の溝１２の半径は0.5mmである。すな
わち、Ｘ線コリメータの細長い孔の直径は１mmで
ある。

第２図は、溝１２の内面の拡大断面図である。
なお、この図では、理解を容易にするために、各
層の厚さ方向の尺度は、適当に拡大または縮小し
てある。

第２図において、コリメータ部品は石英ガラス
５０で作られていて、溝１２の内面には、厚さが
1500〜2000オングストロームのニツケル層４０が
コーテイングされている。ニツケル層４０の上に
は多層膜３０が形成されている。この多層膜３０
は、厚さ12オングストロームのタングステン層３
２と、厚さ17オングストロームのカーボン層３４
とを交互に重ね合わせて形成されている。第２図
では、理解を容易にするために、多層膜のうち、
数個の層だけを描いてあるが、実際は、タングス
テン層３２とカーボン層３４がそれぞれ200層ず
つ、合計400層が形成されている。

すなわち、この実施例では、一つのタングステ
ン層３２と一つのカーボン層３４とでできた、厚
さ29オングストロームの繰返し単位が、200単位
だけ重ね合わされている。その結果、多層膜３０
の厚さは5800オングストロームとなる。

細長い孔の内面に直接多層膜を形成する場合と
違つて、半円形断面の溝の内面に多層膜を形成す
るのは容易であり、したがつて、この実施例のコ
リメータは製作が簡単である。なお、この実施例
の多層膜は、蒸着で形成されている。

第１図に戻つて、コリメータ部品１０の、重ね
合わせのための端面１４も、溝１２の内面と同様
にニツケルコーテイングされている。また、コリ
メータ部品１０を形作る石英ガラスは、端面１４
と溝１２の内面では、10オングストローム程度の
表面粗さに仕上げられている。コリメータ部品の
材質は、上述の石英ガラスのほかに、シリコン単
結晶とすることもできる。

以上のようにして作られた二つのコリメータ部
品は、正方形の孔の開いた治具の中に組み込んで
固定される。

次に、この実施例の働きを説明する。Ｘ線コリ
メータの一方の端において、Ｘ線は、二つの溝１
２でできた円形断面の孔に入射する。そして、第
３図に示すように、孔の内面の多層膜で回折し、
Ｘ線コリメータの他方の端から出ていく。

次に、Ｘ線としてCuKα線（波長1.54オングス
トローム）を使つた場合を例にとつて説明する。
この実施例の多層膜では、結晶の格子面間隔に相
当する値は、繰返し単位の厚さ29オングストロー
ムである。以上の波長と厚さをブラツグの公式に
代入して、ブラツグ角θ_Bを求めると、1.52°とな
る。内径１mmの孔の中をＸ線が1.52°の角度で進
むとすると、約38mm（第３図のＢで示す距離）進
む毎に、Ｘ線は孔の内面にぶつかつてそこで回折
することになる。したがつて、Ｘ線は、120mmの
長さのＸ線コリメータを通過する間に、３回程度
回折することになる。

ところで、Ｘ線が非常に小さい入射角で孔の内
面に入射した場合は、全反射を起こす。多層膜の
表面がタングステン層であるとすると、これに対
するＸ線の全反射の臨界角θ_Cは、約0.5°である。
孔の中心線上にあるＸ線源を考えると、Ｘ線の入
射角が上述の臨界角となるためには、内径１mm
（半径0.5mm）の孔では、Ｘ線コリメータの長さ
（120mm）の半分程度を過ぎてから初めて孔の内面
に当たる必要がある。すなわち、第５図のＣの領
域に入つて初めて孔の内面に当たれば、Ｘ線の入
射角は臨界角以下となり、全反射が起こる。

第４図は、入射角θでＸ線が溝の内面に入射し
たときの、反射Ｘ線強度を示すグラフである。入
射角が全反射の臨界角θ_C以下では、Ｘ線は全反射
する。それ以上の角度になると、反射Ｘ線強度は
減少するが、ブラツグ角θ_Bの付近では、回折現象
のために、再び反射Ｘ線強度が大きくなる。

結局、Ｘ線コリメータから出てくるＸ線には、
第５図に示すように、次の３種類のＸ線が含まれ
る。すなわち、コリメータ部品の溝１２の内面に
触れずに、点焦点のＸ線源６０から直接出てくる
Ｘ線６２（実線で示す）と、溝１２の内面で回折
するＸ線６４（破線で示す）と、溝１２の内面で
全反射するＸ線６６（二点鎖線で示す）とが含ま
れる。

従来のピンホール形のＸ線コリメータでは、第
５図のＸ線６２だけしか利用できなかつたものが
このＸ線コリメータを使うと、回折Ｘ線と全反射
Ｘ線までも利用することができ、十分なＸ線強度
を得ることができる。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案は、複数のコリメ
ータ部品に、断面が円弧形状の溝を設けて、この
溝の内面に多層膜を形成し、これらのコリメータ
部品を結合することによつて、円形断面の孔を有
するコリメータを構成するようにしている。した
がつて、溝の内面に多層膜を形成するのが容易に
なり、コリメータの製作が簡単になる。このよう
なコリメータは、回折と全反射の効果により、ピ
ンホール形のコリメータと比較して大きなＸ線強
度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の斜視図、第２図
は溝の内面の拡大断面図、第３図は回折によるＸ
線の進行を示す溝の断面図、第４図はＸ線の入射
角と反射強度の関係を示すグラフ、第５図は各種
の作用によるＸ線の進行を示す溝の断面図であ
る。 １０，２０……コリメータ部品、１２……溝、
３０……多層膜、３２……タングステン層、３４
……カーボン層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数のコリメータ部品のそれぞれに、長手方向
   に延びる溝が形成され、この溝の内面に、少なく
   とも２種類の非晶質薄膜層が交互に重ね合わされ
   て多層膜が形成され、各コリメータ部品の溝が互
   いに向き合つて一つの円形断面の貫通孔を構成す
   るようにこれらコリメータ部品が互いに組み合わ
   されていることを特徴とするＸ線コリメータ。