JPH06223996A - Ｘ線発生源 - Google Patents
Ｘ線発生源Info
- Publication number
- JPH06223996A JPH06223996A JP3103725A JP10372591A JPH06223996A JP H06223996 A JPH06223996 A JP H06223996A JP 3103725 A JP3103725 A JP 3103725A JP 10372591 A JP10372591 A JP 10372591A JP H06223996 A JPH06223996 A JP H06223996A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のＸ線発生源の固体標的では、生物試料
等のＸ線像が、コントラストよく高い解像度で得られな
い等の問題を解消し、Ｘ線顕微鏡等に適した波長領域の
Ｘ線が高効率で発生するＸ線発生源を得る。 【構成】 酸素のＫー吸収端（２３．５５Å）と炭素の
Ｋー吸収端（４３．５５Å）との間の波長領域のＸ線へ
の変換効率が高い物質を、Ｘ線発生源の固体標的とす
る。
等のＸ線像が、コントラストよく高い解像度で得られな
い等の問題を解消し、Ｘ線顕微鏡等に適した波長領域の
Ｘ線が高効率で発生するＸ線発生源を得る。 【構成】 酸素のＫー吸収端（２３．５５Å）と炭素の
Ｋー吸収端（４３．５５Å）との間の波長領域のＸ線へ
の変換効率が高い物質を、Ｘ線発生源の固体標的とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば、生物試料等を観
察するＸ線顕微鏡等に用いるものである。
察するＸ線顕微鏡等に用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】医学や生物工学等の分野においては、生
体の高倍率観察に対する要求が高まっているが、それに
応じて軟Ｘ線を用いるＸ線顕微鏡が注目されている。従
来、このようなＸ線顕微鏡の固体標的材料としては、炭
素などの軽元素物質や、金，タンタル，タングステンな
どの重元素物質が用いられている。
体の高倍率観察に対する要求が高まっているが、それに
応じて軟Ｘ線を用いるＸ線顕微鏡が注目されている。従
来、このようなＸ線顕微鏡の固体標的材料としては、炭
素などの軽元素物質や、金，タンタル，タングステンな
どの重元素物質が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】生物試料等を観察する
Ｘ線顕微鏡に適したＸ線波長領域は、図５に示すよう
に、酸素のＫー吸収端（２３．５５Å）と炭素のＫー吸
収端（４３．５５Å）との間の『水の窓』と呼ばれる領
域であり、この領域のＸ線は水の透過率は高く、生物を
構成するタンパク質等に多く含まれている炭素の透過率
は低い。即ち、『水の窓』領域は、水を含んだ、生きた
ままの生物試料の像をコントラストよく高い解像度で得
られるＸ線波長領域であり、『水の窓』領域より短波長
域では炭素の透過率が高くなるため像のコントラストを
低下させる。また、長波長域では回折によるボケが生
じ、分解能を低下させる。
Ｘ線顕微鏡に適したＸ線波長領域は、図５に示すよう
に、酸素のＫー吸収端（２３．５５Å）と炭素のＫー吸
収端（４３．５５Å）との間の『水の窓』と呼ばれる領
域であり、この領域のＸ線は水の透過率は高く、生物を
構成するタンパク質等に多く含まれている炭素の透過率
は低い。即ち、『水の窓』領域は、水を含んだ、生きた
ままの生物試料の像をコントラストよく高い解像度で得
られるＸ線波長領域であり、『水の窓』領域より短波長
域では炭素の透過率が高くなるため像のコントラストを
低下させる。また、長波長域では回折によるボケが生
じ、分解能を低下させる。
【０００４】しかしながら、従来用いられている固体標
的では、例えば、炭素などの軽元素物質では線スペクト
ルとなるため、『水の窓』領域全体にわたって波長域で
積分した場合レーザ光エネルギーからの『水の窓』領域
のＸ線エネルギーへの変換効率は低い。
的では、例えば、炭素などの軽元素物質では線スペクト
ルとなるため、『水の窓』領域全体にわたって波長域で
積分した場合レーザ光エネルギーからの『水の窓』領域
のＸ線エネルギーへの変換効率は低い。
【０００５】また、金，タンタル，タングステンなどの
重元素物質から発生するＸ線は、広いスペクトル分布を
持ちレーザ光から全Ｘ線波長領域への変換効率は高い
が、『水の窓』領域のみへの変換効率は低く『水の窓』
領域の波長より短波長および長波長のＸ線を多く含む
（図６：横軸はＸ線波長、縦軸はスペクトルを記録した
フィルムをデンシトメーターで読取って求めたスペクト
ル強度）。以上説明したように、従来の固体標的物質で
は『水の窓』領域のＸ線への変換効率が低いため、励起
レーザ装置が大型になったり『水の窓』領域外の不用な
Ｘ線を多く含むため、生物試料等のＸ線像がコントラス
トよく高い解像度で得られない等の問題があった。
重元素物質から発生するＸ線は、広いスペクトル分布を
持ちレーザ光から全Ｘ線波長領域への変換効率は高い
が、『水の窓』領域のみへの変換効率は低く『水の窓』
領域の波長より短波長および長波長のＸ線を多く含む
（図６：横軸はＸ線波長、縦軸はスペクトルを記録した
フィルムをデンシトメーターで読取って求めたスペクト
ル強度）。以上説明したように、従来の固体標的物質で
は『水の窓』領域のＸ線への変換効率が低いため、励起
レーザ装置が大型になったり『水の窓』領域外の不用な
Ｘ線を多く含むため、生物試料等のＸ線像がコントラス
トよく高い解像度で得られない等の問題があった。
【０００６】本発明は、前記問題を解消し、励起レーザ
装置自体の小型化を図ること、ならびにコントラストよ
く高い解像度のＸ線像を与えることを可能とするＸ線発
生源を得ることを目的とする。
装置自体の小型化を図ること、ならびにコントラストよ
く高い解像度のＸ線像を与えることを可能とするＸ線発
生源を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本請求項１に記載の発明
に係るＸ線発生源では、レーザ光を固体標的上に集光し
て生成したプラズマよりＸ線を発生するＸ線発生源にお
いて、前記固体標的として、励起レーザエネルギーから
酸素のＫー吸収端（２３．５５Å）と炭素のＫー吸収端
（４３．５５Å）との間の波長領域のＸ線エネルギーへ
の変換効率が高い物質を用いたものである。
に係るＸ線発生源では、レーザ光を固体標的上に集光し
て生成したプラズマよりＸ線を発生するＸ線発生源にお
いて、前記固体標的として、励起レーザエネルギーから
酸素のＫー吸収端（２３．５５Å）と炭素のＫー吸収端
（４３．５５Å）との間の波長領域のＸ線エネルギーへ
の変換効率が高い物質を用いたものである。
【０００８】また、本請求項２に記載の発明に係るＸ線
発生源では、前記請求項１に記載のＸ線発生源におい
て、前記固体標的が、ガリウム（Ｇａ；原子番号３
１），ゲルマニウム（Ｇｅ；原子番号３２），砒素（Ａ
ｓ；原子番号３３），セレン（Ｓｅ；原子番号３４），
臭素（Ｂｒ；原子番号３５），クリプトン（Ｋｒ；原子
番号３６），ルビジウム（Ｒｂ；原子番号３７），スト
ロンチウム（Ｓｒ；原子番号３８），イットリウム
（Ｙ；原子番号３９），ジルコニウム（Ｚｒ；原子番号
４０），ニオブ（Ｎｂ；原子番号４１），モリブデン
（Ｍｏ；原子番号４２）のうちの１つ又は２つ以上の元
素、又は該元素からなる化合物としたものである。
発生源では、前記請求項１に記載のＸ線発生源におい
て、前記固体標的が、ガリウム（Ｇａ；原子番号３
１），ゲルマニウム（Ｇｅ；原子番号３２），砒素（Ａ
ｓ；原子番号３３），セレン（Ｓｅ；原子番号３４），
臭素（Ｂｒ；原子番号３５），クリプトン（Ｋｒ；原子
番号３６），ルビジウム（Ｒｂ；原子番号３７），スト
ロンチウム（Ｓｒ；原子番号３８），イットリウム
（Ｙ；原子番号３９），ジルコニウム（Ｚｒ；原子番号
４０），ニオブ（Ｎｂ；原子番号４１），モリブデン
（Ｍｏ；原子番号４２）のうちの１つ又は２つ以上の元
素、又は該元素からなる化合物としたものである。
【０００９】
【作用】本発明においては、Ｘ線発生源の固体標的を、
『水の窓』波長領域のＸ線への変換効率が高い物質、即
ち、その発生するＸ線のスペクトル分布における主要ピ
ークが『水の窓』波長領域内およびその近傍にあるもの
とする。従って、このような固体標的より発生するＸ線
は、酸素のＫー吸収端と炭素のＫー吸収端の間の、水の
透過率は高く炭素を多く含むタンパク質や核酸等の透過
率は低い波長領域のＸ線が主である。よって、本発明の
Ｘ線発生源を用いたＸ線顕微鏡では、『水の窓』領域外
の不用なＸ線の発生が少ないので生きたままの生物試料
のＸ線像がコントラストよく高い解像度で得られる。ま
た、『水の窓』領域のＸ線が高い効率で得られるため、
Ｘ線顕微鏡に用いられる励起用レーザ装置の小型化が可
能である。
『水の窓』波長領域のＸ線への変換効率が高い物質、即
ち、その発生するＸ線のスペクトル分布における主要ピ
ークが『水の窓』波長領域内およびその近傍にあるもの
とする。従って、このような固体標的より発生するＸ線
は、酸素のＫー吸収端と炭素のＫー吸収端の間の、水の
透過率は高く炭素を多く含むタンパク質や核酸等の透過
率は低い波長領域のＸ線が主である。よって、本発明の
Ｘ線発生源を用いたＸ線顕微鏡では、『水の窓』領域外
の不用なＸ線の発生が少ないので生きたままの生物試料
のＸ線像がコントラストよく高い解像度で得られる。ま
た、『水の窓』領域のＸ線が高い効率で得られるため、
Ｘ線顕微鏡に用いられる励起用レーザ装置の小型化が可
能である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係るＸ線発生源を
図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施例を用いた
Ｘ線発生装置の概略側面図である。図２は、各元素より
発生するＸ線のピーク波長のプロット図である。尚、横
軸は原子番号、縦軸は各殻の電子が遷移した時に発する
Ｘ線の波長である。図３は、本実施例に用いた固体標的
物質より発生するＸ線のスペクトル分布を示す図であ
り、横軸はＸ線の波長、縦軸はスペクトルを記録したフ
ィルムをデンシトメーターで読取って求めたスペクトル
強度である。図４は、前記固体標的物質によるレーザエ
ネルギーから『水の窓』波長領域のＸ線エネルギーへの
変換率を示す図であり、横軸はレーザ光強度、縦軸は立
体角あたりの変換効率である。
図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施例を用いた
Ｘ線発生装置の概略側面図である。図２は、各元素より
発生するＸ線のピーク波長のプロット図である。尚、横
軸は原子番号、縦軸は各殻の電子が遷移した時に発する
Ｘ線の波長である。図３は、本実施例に用いた固体標的
物質より発生するＸ線のスペクトル分布を示す図であ
り、横軸はＸ線の波長、縦軸はスペクトルを記録したフ
ィルムをデンシトメーターで読取って求めたスペクトル
強度である。図４は、前記固体標的物質によるレーザエ
ネルギーから『水の窓』波長領域のＸ線エネルギーへの
変換率を示す図であり、横軸はレーザ光強度、縦軸は立
体角あたりの変換効率である。
【００１１】図において、レーザ装置１より出射された
レーザ光７は、レンズ２により集光され、窓５を通過し
て真空容器内４の固体標的３上に集光される。この集光
点に生じたプラズマから発生したＸ線は、直接又はＸ線
光学素子等を通して生物試料６に照射される。
レーザ光７は、レンズ２により集光され、窓５を通過し
て真空容器内４の固体標的３上に集光される。この集光
点に生じたプラズマから発生したＸ線は、直接又はＸ線
光学素子等を通して生物試料６に照射される。
【００１２】ここで固体標的３に用いられるのは、『水
の窓』波長領域のＸ線を発生する物質であり、図２で明
らかなように、原子番号３１；ガリウムから原子番号４
２；モリブデンの間の元素が相当する。一例として、イ
ットリウム（Ｙ；原子番号３９）を固体標的とした場
合、図３のＸ線スペクトル分布図に示すように、主要ピ
ークが『水の窓』波長領域にあって、それより短波長お
よび長波長領域には分布が少ない。さらに、レーザエネ
ルギーから『水の窓』領域への変換効率は、従来例のタ
ンタルに比較して２倍以上である（図４）。
の窓』波長領域のＸ線を発生する物質であり、図２で明
らかなように、原子番号３１；ガリウムから原子番号４
２；モリブデンの間の元素が相当する。一例として、イ
ットリウム（Ｙ；原子番号３９）を固体標的とした場
合、図３のＸ線スペクトル分布図に示すように、主要ピ
ークが『水の窓』波長領域にあって、それより短波長お
よび長波長領域には分布が少ない。さらに、レーザエネ
ルギーから『水の窓』領域への変換効率は、従来例のタ
ンタルに比較して２倍以上である（図４）。
【００１３】また、原子番号３１から原子番号４２の間
の元素のＸ線スペクトル分布は、図３と同様のものであ
り、その主要ピークは『水の窓』波長領域にある。本発
明では、本実施例に示すように、Ｘ線発生源の固体標的
として原子番号３１〜４２の元素及び該元素からなる化
合物が用いられるので、それらの中から例えばイットリ
ウムのように入手・取扱い等が従来のものより容易な物
質を選択して使用できる。
の元素のＸ線スペクトル分布は、図３と同様のものであ
り、その主要ピークは『水の窓』波長領域にある。本発
明では、本実施例に示すように、Ｘ線発生源の固体標的
として原子番号３１〜４２の元素及び該元素からなる化
合物が用いられるので、それらの中から例えばイットリ
ウムのように入手・取扱い等が従来のものより容易な物
質を選択して使用できる。
【００１４】固体標的３の形状は、板，円柱，箔，テー
プ又は他の材料上にコートされた薄膜等で用いられる。
レーザ光７を固体標的３に照射する角度は任意であり、
発生したＸ線を取り出す方向や数も任意である。
プ又は他の材料上にコートされた薄膜等で用いられる。
レーザ光７を固体標的３に照射する角度は任意であり、
発生したＸ線を取り出す方向や数も任意である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、Ｘ線発
生源の固体標的を、『水の窓』波長領域のＸ線への変換
効率が高い物質、即ち、その発生するＸ線のスペクトル
分布における主要ピークが『水の窓』波長領域およびそ
の近傍にあり、しかも『水の窓』領域外の不用なＸ線を
あまり含まないものとした。よって、本発明によるＸ線
発生源を用いたＸ線顕微鏡では、『水の窓』領域のＸ線
のエネルギー変換効率が高いため励起レーザ装置を小型
化でき、システム全体を小型にすることが可能となる。
しかも、『水の窓』領域外の不用なＸ線の発生が少ない
ので、特に生きたままの生物試料のＸ線像がコントラス
トよく高い解像度で得られる。
生源の固体標的を、『水の窓』波長領域のＸ線への変換
効率が高い物質、即ち、その発生するＸ線のスペクトル
分布における主要ピークが『水の窓』波長領域およびそ
の近傍にあり、しかも『水の窓』領域外の不用なＸ線を
あまり含まないものとした。よって、本発明によるＸ線
発生源を用いたＸ線顕微鏡では、『水の窓』領域のＸ線
のエネルギー変換効率が高いため励起レーザ装置を小型
化でき、システム全体を小型にすることが可能となる。
しかも、『水の窓』領域外の不用なＸ線の発生が少ない
ので、特に生きたままの生物試料のＸ線像がコントラス
トよく高い解像度で得られる。
【図１】本実施例を用いたＸ線発生装置の概略側面図。
【図２】各元素より発生するＸ線ピーク波長のプロット
図。
図。
【図３】本実施例に用いた固体標的物質より発生するＸ
線スペクトル分布図
線スペクトル分布図
【図４】本実施例に用いた固体標的物質によるレーザー
エネルギーから『水の窓』波長領域のＸ線への変換効率
示す図。
エネルギーから『水の窓』波長領域のＸ線への変換効率
示す図。
【図５】『水の窓』波長領域を示す説明図。
【図６】タンタルを固体標的物質としたとき発生するＸ
線のスペクトル分布図。
線のスペクトル分布図。
１：レーザー装置 ２：レンズ ３：固体標的 ４：真空容器 ５：窓 ６：生物試料 ７：レーザー光 ８：『水の窓』波長領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 雅昭 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術研究所内 (72)発明者 近藤 洋行 東京都品川区西大井一丁目６番３号 株式 会社ニコン大井製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光を固体標的上に集光して生成し
たプラズマよりＸ線を発生するＸ線発生源において、 前記固体標的として、励起レーザエネルギーから酸素の
Ｋー吸収端（２３．５５Å）と炭素のＫー吸収端（４
３．５５Å）との間の波長領域のＸ線エネルギーへの変
換効率が高い物質を用いたことを特徴とするＸ線発生
源。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載のＸ線発生源におい
て、 前記固体標的が、ガリウム（Ｇａ；原子番号３１），ゲ
ルマニウム（Ｇｅ；原子番号３２），砒素（Ａｓ；原子
番号３３），セレン（Ｓｅ；原子番号３４），臭素（Ｂ
ｒ；原子番号３５），クリプトン（Ｋｒ；原子番号３
６），ルビジウム（Ｒｂ；原子番号３７），ストロンチ
ウム（Ｓｒ；原子番号３８），イットリウム（Ｙ；原子
番号３９），ジルコニウム（Ｚｒ；原子番号４０），ニ
オブ（Ｎｂ；原子番号４１），モリブデン（Ｍｏ；原子
番号４２）のうちの１つ又は２つ以上の元素、又は該元
素からなる化合物としたことを特徴とするＸ線発生源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103725A JPH06223996A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Ｘ線発生源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103725A JPH06223996A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Ｘ線発生源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223996A true JPH06223996A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=14361643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3103725A Pending JPH06223996A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Ｘ線発生源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223996A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108226206A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-29 | 兰州大学 | 一种适用于“水窗”x射线的生物样品成像谱仪 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840757A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-09 | Seiko Epson Corp | Ｘ線装置 |
| JPS646349A (en) * | 1986-09-11 | 1989-01-10 | Hoya Corp | Laser plasma x-ray generator and x-ray ejection port opening/closing mechanism |
| JPH02100297A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ励起型ｘ線の発生方法 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP3103725A patent/JPH06223996A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840757A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-09 | Seiko Epson Corp | Ｘ線装置 |
| JPS646349A (en) * | 1986-09-11 | 1989-01-10 | Hoya Corp | Laser plasma x-ray generator and x-ray ejection port opening/closing mechanism |
| JPH02100297A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ励起型ｘ線の発生方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108226206A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-29 | 兰州大学 | 一种适用于“水窗”x射线的生物样品成像谱仪 |
| CN108226206B (zh) * | 2018-01-05 | 2023-06-20 | 兰州大学 | 一种适用于水窗x射线的生物样品成像谱仪 |
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