JPH0627299A - Dichroic mirror for soft x-ray and microscope using the same - Google Patents

Dichroic mirror for soft x-ray and microscope using the same

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JPH0627299A
JPH0627299A JP17997292A JP17997292A JPH0627299A JP H0627299 A JPH0627299 A JP H0627299A JP 17997292 A JP17997292 A JP 17997292A JP 17997292 A JP17997292 A JP 17997292A JP H0627299 A JPH0627299 A JP H0627299A
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JP
Japan
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soft
dichroic mirror
light
fluorescence
wavelength
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Application number
JP17997292A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Horikawa
嘉明 堀川
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0627299A publication Critical patent/JPH0627299A/en
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Abstract

PURPOSE:To make fluorescence excitation light of soft X-rays, provide a dichroic mirror for transmitting the soft X-rays and reflecting the fluorescence light excited with said soft X-rays and a soft X-rays fluorescence microscope equipping it and make possible the observation of a thick specimen which cannot be observed with a conventional soft X-rays microscope. CONSTITUTION:Soft X-rays are made fluorescence excitation light and a thin film of a dichroic mirror is constituted in order that the soft X-rays may transmit it and fluorescence excited with said X-rays may be reflected thereon. A soft X-ray fluorescence microscope equipping the dichroic mirror has a fluorescence excitation light source 1, the dichroic mirror 2 formed of a thin film, an objective lens 3 and a specimen 4 on the same light axis 9. The others include a light (image) detector 5 and a barrier filter 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、軟X線用ダイクロイッ
クミラーとそれを装備した軟X線蛍光顕微鏡に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dichroic mirror for soft X-rays and a soft X-ray fluorescence microscope equipped with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟X線を顕微鏡へ利用すれば、軟X線の
波長領域が数Å〜数百Åと短いので、高分解能の観察が
期待できる。この分解能について述べれば、よく知られ
ているように、一般に顕微鏡の分解能δは、式(1)で
求められる。
2. Description of the Related Art If soft X-rays are used in a microscope, the wavelength range of the soft X-rays is as short as several Å to several hundred Å, and therefore high resolution observation can be expected. As for this resolution, as is well known, the resolution δ of a microscope is generally obtained by the equation (1).

【0003】 δ=0.61λ/NA (1)Δ = 0.61λ / NA (1)

【0004】式(1)で、λは光の波長、NAは対物レ
ンズの開口数である。通常の光学顕微鏡で、開口数NA
=1.4の油浸対物レンズを用いた場合、波長λを55
00Åとし計算すると、分解能δ=2400Å(0.2
4μm)となる。また、紫外線顕微鏡では、通常の光学
顕微鏡の場合より波長λが短くなるが、紫外線用対物レ
ンズの開口数NAは小さいものなので、結果として分解
能δは幾分低下する。すなわち、波長λ=3500Å,
開口数NA=0.85で計算すると、分解能δ=250
0Å(0.25μm)となる。
In equation (1), λ is the wavelength of light and NA is the numerical aperture of the objective lens. Normal optical microscope, numerical aperture NA
= 1.4, the wavelength λ is 55
When calculated as 00Å, the resolution δ = 2400Å (0.2
4 μm). Further, in the ultraviolet microscope, the wavelength λ becomes shorter than in the case of the normal optical microscope, but since the numerical aperture NA of the ultraviolet objective lens is small, the resolution δ is somewhat lowered as a result. That is, wavelength λ = 3500Å,
When calculated with numerical aperture NA = 0.85, resolution δ = 250
It becomes 0Å (0.25 μm).

【0005】次に、軟X線顕微鏡の分解能δについて述
べる。軟X線としては、例えば波長λ=500Åのもの
を対象にすると、この波長領域で最も大きい開口数であ
るシュワルツシルド型の対物レンズでも、回折限界を考
慮して開口数NA=0.25程度である。したがって、
分解能δ=1200Å(0.12μm)となる。波長λ
=40Åであれば、分解能δ=100Å(0.01μ
m)にも達する。
Next, the resolution δ of the soft X-ray microscope will be described. As for soft X-rays, for example, when a wavelength λ = 500Å is targeted, even with a Schwarzschild type objective lens having the largest numerical aperture in this wavelength range, the numerical aperture NA = 0.25 is taken into consideration in consideration of the diffraction limit. Is. Therefore,
The resolution δ = 1200Å (0.12 μm). Wavelength λ
= 40Å, resolution δ = 100Å (0.01μ
reach m).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、軟X線の波長
領域においては、物質の屈折率がほぼ1に近く、反射が
ほとんどないので、試料の反射像を見ることが困難であ
る。軟X線でも500Å近辺の波長領域では、試料によ
る反射がある程度は期待できる。しかし、物質による軟
X線の吸収が大きいので、落射照明に必要な透過率と反
射率に優れた性能の良い軟X線用ビームスプリッターが
得られず、500Å近辺の波長領域でも、反射像を観察
する軟X線顕微鏡の実用化は困難である。したがって、
これまで軟X線顕微鏡では、比較的薄い試料を透過型の
検鏡で観察することに使用形態が限定されており、例え
ば厚い半導体の試料などは、観察することができなかっ
た。
However, in the soft X-ray wavelength region, the refractive index of the substance is close to 1, and there is almost no reflection, so it is difficult to see the reflection image of the sample. Even soft X-rays can be expected to reflect to some extent in the wavelength region around 500Å. However, since the absorption of soft X-rays by the substance is large, it is not possible to obtain a beam splitter for soft X-rays with excellent performance that is excellent in the transmittance and reflectance necessary for epi-illumination, and a reflected image can be obtained even in the wavelength range around 500Å. It is difficult to put a soft X-ray microscope for observation into practical use. Therefore,
Up to now, the soft X-ray microscope has been limited in its use form to observing a comparatively thin sample with a transmission microscope, and it has not been possible to observe, for example, a thick semiconductor sample.

【0007】上述の課題に対する解決手段として、軟X
線の波長領域では光のエネルギーが大きく、ほとんどす
べての物質が蛍光を発生するので、蛍光観察に着目し
た。すなわち、落射照明により試料の観察を行い、厚い
試料の観察を可能にするためのダイクロイックミラー
と、このダイクロイックミラーを用いた軟X線領域の落
射型蛍光顕微鏡を発明するに至った。
As a solution to the above problems, soft X
Since the light energy is large in the wavelength region of the line and almost all substances emit fluorescence, we focused on fluorescence observation. That is, the inventors have invented a dichroic mirror for observing a sample by epi-illumination and making it possible to observe a thick sample, and an epi-illumination fluorescence microscope in the soft X-ray region using this dichroic mirror.

【0008】上述の厚い試料の観察を可能にするための
ダイクロイックミラーに関連して、軟X線より長波長領
域の光(紫外線あるいは短い波長の可視光線)を蛍光励
起光とする従来の落射型蛍光顕微鏡について、以下に述
べる。図5は、従来の落射型蛍光顕微鏡の基本的な構成
図である。図中、11は励起用の光源、12はダイクロ
イックミラー、13は対物レンズ、14は試料、15は
バリアフィルター、16はテレビカメラ、17は俯視プ
リズム、18は接眼レンズである。
In connection with the above-mentioned dichroic mirror for enabling observation of a thick sample, a conventional epi-illumination type in which light in a wavelength range longer than soft X-rays (ultraviolet light or visible light of a short wavelength) is used as fluorescence excitation light The fluorescence microscope will be described below. FIG. 5 is a basic configuration diagram of a conventional epi-illumination fluorescence microscope. In the figure, 11 is a light source for excitation, 12 is a dichroic mirror, 13 is an objective lens, 14 is a sample, 15 is a barrier filter, 16 is a television camera, 17 is a downward prism, and 18 is an eyepiece.

【0009】励起用の光源11は、紫外線あるいは短い
波長の可視光線を射出する。ダイクロイックミラー12
は、薄膜による光の干渉を利用したもので、特定の波長
領域の光のみを反射し、残りの波長領域の光を透過する
性質があり、一種のビームスプリッター、あるいは干渉
フィルターと考えることができる。その製法は、波長の
短い励起光を反射し、波長の長い蛍光を透過するように
設計した薄膜層を、薄いガラス板の上面にコーティング
する。接眼レンズ18の前に設けてあるバリアフィルタ
ー15は、じゃまになる波長の光を取り除くもので、必
要がなければ設けなくともよい。また、俯視プリズム1
7は半透過反射面17a,全反射面17bで2回反射し
て、光軸の方向を変化させる。
The excitation light source 11 emits ultraviolet light or visible light of a short wavelength. Dichroic mirror 12
Is a type of beam splitter or interference filter that utilizes the interference of light from a thin film and has the property of reflecting only light in a specific wavelength range and transmitting light in the remaining wavelength range. . In the manufacturing method, a thin glass layer designed to reflect excitation light having a short wavelength and transmit fluorescence having a long wavelength is coated on the upper surface of a thin glass plate. The barrier filter 15 provided in front of the eyepiece lens 18 removes light having a disturbing wavelength, and may be omitted if not necessary. In addition, the downward prism 1
7 is reflected twice by the semi-transmissive reflection surface 17a and the total reflection surface 17b to change the direction of the optical axis.

【0010】図5の落射型蛍光顕微鏡では、励起用の光
源11からの蛍光励起光がダイクロイックミラー12で
反射して対物レンズ13を透過し、試料14に当たり、
試料14には励起された蛍光が生じる。試料14で生じ
た蛍光は、対物レンズ13を透過した後、ダイクロイッ
クミラー12を透過して、プリズム17を介して接眼レ
ンズ18に入射する。こうして蛍光像について、接眼レ
ンズ18を通しての観察、あるいはテレビカメラ16に
よる撮影が行われる。上述した従来の落射型蛍光顕微鏡
の波長領域の場合、ガラスに対する透過率は、励起光で
ある紫外線は悪く、蛍光である可視光は良いので、蛍光
がダイクロイックミラー12で透過するように構成して
ある。
In the epi-illumination type fluorescence microscope of FIG. 5, the fluorescence excitation light from the excitation light source 11 is reflected by the dichroic mirror 12 and transmitted through the objective lens 13 to hit the sample 14,
Excited fluorescence is generated in the sample 14. The fluorescence generated in the sample 14 passes through the objective lens 13, then passes through the dichroic mirror 12, and enters the eyepiece lens 18 through the prism 17. In this way, the fluorescent image is observed through the eyepiece lens 18 or photographed by the television camera 16. In the case of the wavelength range of the above-mentioned conventional epi-illumination fluorescence microscope, the transmittance of the glass is bad for the ultraviolet ray that is the excitation light and good for the visible light that is the fluorescent light. Therefore, the fluorescence is transmitted by the dichroic mirror 12. is there.

【0011】これに対して、軟X線の波長領域で落射型
蛍光顕微鏡を適用する場合、一般的にいってガラスに対
する透過率は、励起光である波長の短い軟X線は良く、
蛍光である波長の長い軟X線は悪いので、従来のダイク
ロイックミラーでは落射型蛍光顕微鏡を構成できない。
また、多くの物質に対しては、一般に波長の短いX線は
透過しやすく、波長の長いX線は透過しにくいので、ダ
イクロイックミラーのガラス基板が、蛍光の光路中に入
る構成は不適当である。
On the other hand, when an epi-illumination fluorescence microscope is applied in the wavelength range of soft X-rays, generally speaking, the transmittance of glass is good for soft X-rays having a short wavelength of excitation light,
Since soft X-rays having a long wavelength, which is fluorescence, is bad, an epi-illumination fluorescence microscope cannot be constructed with a conventional dichroic mirror.
In addition, for many substances, generally, X-rays having a short wavelength are easily transmitted and X-rays having a long wavelength are difficult to be transmitted. Therefore, it is not appropriate that the glass substrate of the dichroic mirror is in the optical path of fluorescence. is there.

【0012】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、軟X線顕微鏡における蛍光観察に着目して、
軟X線を蛍光励起光とし、軟X線は透過し前記軟X線に
より励起された蛍光は反射するように薄膜を形成した軟
X線用ダイクロイックミラーとともに、この軟X線用ダ
イクロイックミラーを用いた軟X線領域の蛍光顕微鏡の
提供を目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances. Focusing on fluorescence observation with a soft X-ray microscope,
This soft X-ray dichroic mirror is used together with a soft X-ray dichroic mirror in which a thin film is formed so that soft X-rays are used as fluorescence excitation light, soft X-rays are transmitted, and fluorescence excited by the soft X-rays is reflected. The purpose of the present invention is to provide a fluorescent microscope in the soft X-ray region.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の軟X線用ダイク
ロイックミラーは、透明基板上に下記の条件を満足する
厚さdを持つ単層膜を形成することにり構成されてい
る。
The dichroic mirror for soft X-rays according to the present invention is constructed by forming a single layer film having a thickness d satisfying the following conditions on a transparent substrate.

【0014】 λf 1−(sinθ1/nf )2 1/2≦d ≦0.575 λe 1−(sinθ1/ne )2 1/2/(πKe ) Λ f 1- (sin θ 1 / n f ) 2 1/2 ≦ d ≦ 0.575 λ e 1- (sin θ 1 / n e ) 2 1/2 / (πK e )

【0015】ただし、λe は前記薄膜を透過する光の波
長、λf は前記薄膜で反射する光の波長、ne は前記薄
膜の前記透過光の波長に対する屈折率、nf は前記薄膜
の前記反射光に対する屈折率、Ke は前記薄膜の前記透
過光に対する吸収係数、θ1は前記薄膜に対する前記透
過光及び前記反射光の入射角である。
Where λ e is the wavelength of light transmitted through the thin film, λ f is the wavelength of light reflected by the thin film, n e is the refractive index of the thin film with respect to the wavelength of the transmitted light, and n f is the thin film. The refractive index for the reflected light, K e is the absorption coefficient of the thin film for the transmitted light, and θ 1 is the incident angle of the transmitted light and the reflected light with respect to the thin film.

【0016】また、本発明の軟X線用ダイクロイックミ
ラーは、透明基板上に下記の条件を満足する周期Dを持
つ多層膜を形成することにより構成されている。
Further, the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention is formed by forming a multilayer film having a period D satisfying the following conditions on a transparent substrate.

【0017】 0.8 A ≦ D ≦ 1.2 A ただし、A = 1 −(sinθ1/nf )2 1/2mλf /2 nf −(sin2 θ1/nf ) 0.8 A ≤ D ≤ 1.2 A, where A = 1- (sin θ 1 / n f ) 2 1/2f / 2 n f − (sin 2 θ 1 / n f )

【0018】なお、λf は前記多層膜で反射する光の波
長、nf は前記多層膜の各層についての前記反射光の波
長に対する屈折率の平均値、θ1 は前記多層膜に対する
透過光及び前記反射光の入射角、mは正整数である。
Where λ f is the wavelength of light reflected by the multilayer film, n f is the average value of the refractive index with respect to the wavelength of the reflected light for each layer of the multilayer film, and θ 1 is the transmitted light to the multilayer film. The incident angle of the reflected light, m is a positive integer.

【0019】更に、本発明の軟X線蛍光顕微鏡は、軟X
線光源と、ダイクロイックミラーと、対物レンズと、光
検出器とを備え、前記軟X線光源から発する軟X線を試
料に照射し、前記試料から発する蛍光を前記光検出器で
検出することにより試料の像を得るようにした軟X線顕
微鏡において、前記軟X線光源と前記ダイクロイックミ
ラーと前記対物レンズとを同一光軸上に設け、前記ダイ
クロイックミラーを通して前記軟X線を前記試料に照射
し、前記試料で発した前記蛍光を前記ダイクロイックミ
ラーで反射させて前記光検出器に導くようにしたことを
特徴としている。
Further, the soft X-ray fluorescence microscope of the present invention is a soft X-ray microscope.
By providing a line light source, a dichroic mirror, an objective lens, and a photodetector, irradiating the sample with soft X-rays emitted from the soft X-ray light source, and detecting fluorescence emitted from the sample with the photodetector. In a soft X-ray microscope adapted to obtain an image of a sample, the soft X-ray light source, the dichroic mirror and the objective lens are provided on the same optical axis, and the soft X-ray is irradiated onto the sample through the dichroic mirror. The fluorescence emitted from the sample is reflected by the dichroic mirror and guided to the photodetector.

【0020】[0020]

【作用】図1は、本発明の軟X線用ダイクロイックミラ
ーを用いた軟X線蛍光顕微鏡の構成を示す図である。図
中、1は蛍光励起光光源でもある軟X線光源、2は薄膜
で形成したダイクロイックミラー、3は対物レンズ、4
は試料、5は光検出器としての画像検出器、6はバリア
フィルターである。上述のうち、蛍光励起光光源でもあ
る軟X線光源1と、ダイクロイックミラー2と、対物レ
ンズ3は同一の光軸9上に位置して設けてある。ダイク
ロイックミラー2の薄膜は、軟X線は透過し前記軟X線
により励起された蛍光は反射するように形成してある。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. In the figure, 1 is a soft X-ray light source which is also a fluorescence excitation light source, 2 is a dichroic mirror formed of a thin film, 3 is an objective lens, 4
Is a sample, 5 is an image detector as a photodetector, and 6 is a barrier filter. Among the above, the soft X-ray light source 1, which is also a fluorescence excitation light source, the dichroic mirror 2, and the objective lens 3 are provided on the same optical axis 9. The thin film of the dichroic mirror 2 is formed so as to transmit the soft X-rays and reflect the fluorescence excited by the soft X-rays.

【0021】本発明の軟X線蛍光顕微鏡は上述のように
構成してあるので、軟X線光源1で発生した波長の短い
軟X線は、ダイクロイックミラー2を透過し、対物レン
ズ3に入射してから試料4に向かい集光する。波長の短
い軟X線が集光して試料4に当たると、試料4には励起
された蛍光が生じる。試料4で発生した蛍光は対物レン
ズ3を透過し、更にダイクロイックミラー2で反射し
て、バリアフィルター6を経て画像検出器5に入射す
る。
Since the soft X-ray fluorescence microscope of the present invention is constructed as described above, the short-wavelength soft X-rays generated by the soft X-ray light source 1 pass through the dichroic mirror 2 and enter the objective lens 3. Then, the light is focused toward the sample 4. When the soft X-ray having a short wavelength is focused and hits the sample 4, excited fluorescence is generated in the sample 4. The fluorescence generated in the sample 4 passes through the objective lens 3, is further reflected by the dichroic mirror 2, and enters the image detector 5 via the barrier filter 6.

【0022】蛍光画像の検出に用いる画像検出器5に
は、感度のすぐれた積層型のダイオード構造を有する固
体撮像素子の使用が望ましいが、一般的なCCDイメー
ジセンサー、MCP(マルチチャンネルプレート)など
も使用できる。また、本発明の軟X線用ダイクロイック
ミラーは、軟X線蛍光顕微鏡だけではなく、軟X線の波
長領域における分光手段としても使うことができる。例
えば、通常の蛍光X線分析で、波長の違う二つの光の蛍
光X線の定量測定を行う場合、本発明の軟X線用ダイク
ロイックミラーの光学的特性を利用して、短い波長の光
は透過で、長い波長の光は反射で検出することができ
る。
As the image detector 5 used for detecting the fluorescence image, it is desirable to use a solid-state image pickup device having a laminated diode structure having excellent sensitivity, but general CCD image sensor, MCP (multi-channel plate), etc. Can also be used. The dichroic mirror for soft X-rays of the present invention can be used not only as a soft X-ray fluorescence microscope but also as a spectroscopic means in the wavelength range of soft X-rays. For example, in the usual fluorescent X-ray analysis, when quantitatively measuring fluorescent X-rays of two lights having different wavelengths, light having a short wavelength is detected by utilizing the optical characteristics of the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. Light having a long wavelength can be detected by transmission, and light having a long wavelength can be detected by reflection.

【0023】次に、ダイクロイックミラー2における薄
膜の作用について述べる。軟X線は、物質による吸収が
大きいので、透過率は干渉条件よりも、薄膜の吸収係数
で決定する。図2で図解してあるように、ダイクロイッ
クミラー2の薄膜2tに対する軟X線(蛍光励起光)の
入射角をθ1 ,屈折角をθ2 ,薄膜2tの軟X線波長
(励起光波長)λe に対する複素屈折率をne ,吸収係
数をKe ,薄膜2tの厚さをdとすると、ダイクロイッ
クミラー2の薄膜2tに対する軟X線(蛍光励起光)の
透過率Te は、式(2)で表すことができる。
Next, the function of the thin film in the dichroic mirror 2 will be described. Since the soft X-rays are largely absorbed by the substance, the transmittance is determined by the absorption coefficient of the thin film rather than the interference condition. As illustrated in FIG. 2, the incident angle of the soft X-ray (fluorescence excitation light) to the thin film 2t of the dichroic mirror 2 is θ 1 , the refraction angle is θ 2 , the soft X-ray wavelength (excitation light wavelength) of the thin film 2t. Assuming that the complex refractive index with respect to λ e is n e , the absorption coefficient is K e , and the thickness of the thin film 2t is d, the transmittance T e of the soft X-ray (fluorescent excitation light) with respect to the thin film 2t of the dichroic mirror 2 is given by the formula ( It can be represented by 2).

【0024】 Te =exp {−4 πKe d/[λe cos θ2 ]} =exp {−4 πKe d/[λe 1−(sinθ1/n e )2 1/2]} (2)T e = exp {−4 πK e d / [λ e cos θ 2 ]} = exp {−4 πK e d / [λ e 1− (sin θ 1 / n e ) 2 1/2 ]} ( 2)

【0025】一方、試料4において励起され、ダイクロ
イックミラー2の薄膜2tに入射する蛍光の波長λ
f は、軟X線波長(励起光波長)λe より長く、物質に
よる吸収は蛍光の方が軟X線より大きいので、蛍光がダ
イクロイックミラー2を透過する方式は得策ではない。
したがって、本発明では、蛍光をダイクロイックミラー
2で反射して、画像検出器5において検出している。
On the other hand, the wavelength λ of the fluorescence which is excited in the sample 4 and is incident on the thin film 2t of the dichroic mirror 2.
Since f is longer than the soft X-ray wavelength (excitation light wavelength) λ e , and the absorption of fluorescence by the substance is larger than that of soft X-ray, the system in which fluorescence passes through the dichroic mirror 2 is not a good idea.
Therefore, in the present invention, the fluorescence is reflected by the dichroic mirror 2 and detected by the image detector 5.

【0026】蛍光の波長λf が500Åより長くなる
と、金属反射が生じるので、ダイクロイックミラー2の
薄膜2tは、次に示す式(3)の条件を満足する単層膜
でよい。しかし、蛍光の波長λf が500Åより短い場
合は、多層膜が望ましい。ダイクロイックミラー2の単
層の薄膜2tにおける反射が、金属反射となるために
は、薄膜2tの厚さdを、入射波の波長すなわち蛍光の
波長λf 程度以上にすることが最低限必要である。薄膜
2tにおける蛍光の屈折角をθ2 ′とすると、この最低
限必要な条件は式(3)で示される。
When the wavelength λ f of fluorescence becomes longer than 500 Å, metal reflection occurs, so the thin film 2t of the dichroic mirror 2 may be a single layer film satisfying the condition of the following expression (3). However, when the fluorescence wavelength λ f is shorter than 500 Å, a multilayer film is desirable. In order for the reflection in the single-layer thin film 2t of the dichroic mirror 2 to be metallic reflection, it is necessary at a minimum that the thickness d of the thin film 2t be at least the wavelength of the incident wave, that is, the wavelength λ f of the fluorescence. . Assuming that the refraction angle of fluorescence in the thin film 2t is θ 2 ′, this minimum required condition is expressed by the equation (3).

【0027】 d≧λf cos θ2 ′=λf 1−(sinθ1/nf )2 1/2 (3)D ≧ λ f cos θ 2 ′ = λ f 1− (sin θ 1 / n f ) 2 1/2 (3)

【0028】また、励起光を十分透過させるために、式
(2)においてTe ≧0.1とすると、式(4)が得ら
れる。
If T e ≧ 0.1 in formula (2) in order to sufficiently transmit the excitation light, formula (4) is obtained.

【0029】 d≦0.575 λe 1−(sinθ1/ne )2 1/2/(πKe ) (4)D ≦ 0.575 λ e 1− (sin θ 1 / n e ) 2 1/2 / (πK e ) (4)

【0030】次に、蛍光の波長λf が500Åより短
く、かつ薄膜を多層膜で構成する場合は、多層膜の周期
をDとすると、議論を簡単にするため吸収係数を除いて
考えれば、下記の式(5),(6)で示される干渉条件
を満足すれば、蛍光に対して十分な反射率が得られる。
Next, when the wavelength λ f of fluorescence is shorter than 500 Å and the thin film is composed of a multi-layer film, if the period of the multi-layer film is D, excluding the absorption coefficient for simplification of discussion, If the interference condition expressed by the following equations (5) and (6) is satisfied, a sufficient reflectance for fluorescence can be obtained.

【0031】 2 D (nf /cosθ2)− tanθ2 sin θ1 =mλf (5)2 D (n f / cos θ 2 ) − tan θ 2 sin θ 1 = mλ f (5)

【0032】すなわち、That is,

【0033】 D = 1 −(sinθ1/nf )2 1/2mλf /2 nf −(sin2 θ1/nf ) (6)D = 1− (sin θ 1 / n f ) 2 1/2f / 2 n f − (sin 2 θ 1 / n f ) (6)

【0034】式(5)において、nf は多層膜の各層に
ついての蛍光の波長に対する屈折率の平均値である。実
用上は、干渉条件からの多少のずれは許容され、式
(6)の右辺をAと置いたとき、0.8A≦D ≦1.2Aを満足
すれば、良好な反射率が得られる。
In the equation (5), n f is the average value of the refractive index with respect to the wavelength of fluorescence for each layer of the multilayer film. In practice, some deviation from the interference condition is allowed, and when 0.8 A ≦ D ≦ 1.2 A is satisfied when the right side of the equation (6) is set to A, a good reflectance can be obtained.

【0035】[0035]

【実施例】図3は、本発明の軟X線用ダイクロイックミ
ラーを用いた軟X線蛍光顕微鏡の第1実施例の構成を示
す図である。図中、1はレーザープラズマ光源や放射光
等の高輝度光源である軟X線光源、2は薄膜で形成した
ダイクロイックミラー、3はシュワルツシルド型の対物
レンズ、4は試料、5は光検出器としての画像検出器、
6はバリアフィルターである。レーザープラズマ光源や
放射光等の高輝度光源である軟X線光源1と、ダイクロ
イックミラー2と、対物レンズ3は同一の光軸9上に配
置してある。シュワルツシルド型対物レンズは、多層膜
反射鏡を用いており、波長選択性がある。このため、特
定波長の励起光で蛍光を励起できるという特徴がある。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. In the figure, 1 is a soft X-ray light source that is a high-intensity light source such as a laser plasma light source or synchrotron radiation, 2 is a dichroic mirror formed of a thin film, 3 is a Schwarzschild type objective lens, 4 is a sample, and 5 is a photodetector. Image detector as
6 is a barrier filter. A soft X-ray light source 1, which is a high-intensity light source such as a laser plasma light source or radiant light, a dichroic mirror 2, and an objective lens 3 are arranged on the same optical axis 9. The Schwarzschild type objective lens uses a multilayer film reflecting mirror and has wavelength selectivity. Therefore, there is a feature that fluorescence can be excited by excitation light of a specific wavelength.

【0036】第1実施例は上述のように構成してあるの
で、光源1で発生した軟X線(励起光)は、ダイクロイ
ックミラー2を透過し、シュワルツシルド型の対物レン
ズ3に入射する。対物レンズ3で特定波長の励起光とな
り、試料4に向かい集光する。軟X線(励起光)が試料
4に当たると、試料4には励起された蛍光が生じる。試
料4で発生した蛍光は対物レンズ3を透過し、更にダイ
クロイックミラー2で反射して、バリアフィルター6を
経て画像検出器5に入射する。
Since the first embodiment is constructed as described above, the soft X-ray (excitation light) generated by the light source 1 passes through the dichroic mirror 2 and enters the Schwarzschild type objective lens 3. The objective lens 3 becomes excitation light of a specific wavelength, and the light is condensed toward the sample 4. When the soft X-ray (excitation light) strikes the sample 4, excited fluorescence is generated in the sample 4. The fluorescence generated in the sample 4 passes through the objective lens 3, is further reflected by the dichroic mirror 2, and enters the image detector 5 via the barrier filter 6.

【0037】第1実施例で使用したダイクロイックミラ
ー2を形成している薄膜は、アルミニウムの薄膜で、厚
さdは1000Åである。想定した励起波長λe である
39.8Åの屈折率ne =0.9949,吸収係数Ke
=0.002を用い、式(4)の右辺を計算すると25
62Åとなり、アルミニウムの薄膜の厚さdの1000
Åより大きく、式(4)の条件を満足している。
The thin film forming the dichroic mirror 2 used in the first embodiment is an aluminum thin film, and the thickness d is 1000Å. It assumed excitation wavelength λ refractive index of 39.8Å a e n e = 0.9949, the absorption coefficient K e
= 0.002 and the right side of equation (4) is calculated to be 25
62Å, and the thickness d of the aluminum thin film is 1000
It is larger than Å and satisfies the condition of formula (4).

【0038】また、想定する蛍光波長λf は、金属反射
の生じる500Å以上の516.6Åとした。このと
き、屈折率nf =0.789,吸収係数Kf =1.90
である。これらを用いて、式(3)を計算すると230
Åとなり、アルミニウムの薄膜の厚さdの1000Åよ
り小さく、式(3)の条件を満足している。第1実施例
の軟X線蛍光顕微鏡は、蛍光波長λf 516.6Å
(0.05μm)で観察したときの分解能が、シュワル
ツシルド型対物レンズ3のNAを0.25として、式
(1)より0.12μmという優れた値になる。
The assumed fluorescence wavelength λ f is set to 516.6 Å which is 500 Å or more where metal reflection occurs. At this time, the refractive index n f = 0.789 and the absorption coefficient K f = 1.90.
Is. When equation (3) is calculated using these, it is 230
Å, which is smaller than 1000 Å, which is the thickness d of the aluminum thin film, and satisfies the condition of Expression (3). The soft X-ray fluorescence microscope of the first embodiment has a fluorescence wavelength λ f 516.6Å
The resolution when observed at (0.05 μm) is an excellent value of 0.12 μm from the formula (1) when the NA of the Schwarzschild type objective lens 3 is 0.25.

【0039】図4は、本発明の軟X線用ダイクロイック
ミラーを用いた軟X線蛍光顕微鏡の第2実施例の構成を
示す図である。第2実施例と図2で示した第1実施例と
は、ダイクロイックミラー2の薄膜の構造と対物レンズ
3の型式が異なること、バリアフィルターが設けてない
ことのほかは、光学素子の種類・配置、光路は同じであ
る。すなわち、対物レンズ3はウォルター型対物レンズ
である。ウォルター型対物レンズは、斜入射全反射鏡を
用いており、波長選択性がなく、したがって、励起光の
波長領域の任意の波長で蛍光を励起できる。
FIG. 4 is a diagram showing the construction of a second embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that the structure of the thin film of the dichroic mirror 2 and the type of the objective lens 3 are different, and that the barrier filter is not provided. The arrangement and the optical path are the same. That is, the objective lens 3 is a Walter type objective lens. The Wolter type objective lens uses a grazing incidence total reflection mirror and has no wavelength selectivity, and therefore can excite fluorescence at any wavelength in the wavelength region of excitation light.

【0040】第2実施例で使用したダイクロイックミラ
ー2を形成している薄膜は多層膜であり、厚さが49.
98Åのモリブデンと52.021Åのシリコンの11
層膜である。想定した励起波長λe である39.8Åの
屈折率は、夫々nem=0.9952,nes=0.995
5,吸収係数は、夫々Kem=0.00663,Kes
0.00209,透過率は32%である(透過率10%
以上を満たしている)。なお、添字m,sは夫々モリブ
デン、シリコンに係ることを示したものである。
The thin film forming the dichroic mirror 2 used in the second embodiment is a multilayer film having a thickness of 49.
11 of 98Å molybdenum and 52.021Å silicon
It is a layer film. The refractive index of 39.8Å, which is the assumed excitation wavelength λ e , is n em = 0.952 and n es = 0.995, respectively.
5, the absorption coefficient is K em = 0.00663, K es =
0.00209, transmittance is 32% (transmittance 10%
Meets the above). The subscripts m and s indicate molybdenum and silicon, respectively.

【0041】また、想定する蛍光波長λf は135.5
Åで、このとき屈折率は、夫々nfm=0.917,nfs
=1.008であり、反射率は24.6%である。nfm
=0.917とnfs=1.008との平均値nf =0.
963,及び入射角45°を用い、式(6)を計算する
と、m=1のとき、D=95.7Åとなり、第2実施例
の周期102Å(=49.98Å+52.021Å)
は、条件を満たしている。第2実施例の軟X線蛍光顕微
鏡は、蛍光波長λf 135.5Å(0.0136μm)
で観察したときの分解能が、ウォルター型対物レンズ3
のNAを0.1としても、式(1)より0.08μmと
いう優れた値になる。なお、上記両実施例で用いた光学
定数は、Handbook of Optical Constants ofSolid 等か
ら引用した。
The assumed fluorescence wavelength λ f is 135.5.
Å, and the refractive indices at this time are n fm = 0.917 and n fs , respectively.
= 1.008, and the reflectance is 24.6%. n fm
= 0.917 and n fs = 1.008, the average value n f = 0.
When the equation (6) is calculated using 963 and the incident angle of 45 °, D = 95.7Å when m = 1, and the period 102Å (= 49.98Å + 52.01Å) of the second embodiment.
Meets the conditions. The soft X-ray fluorescence microscope of the second embodiment has a fluorescence wavelength λ f 135.5Å (0.0136 μm).
The resolution when observed with the Walter type objective lens 3
Even if NA of 0.1 is set to 0.1, the excellent value of 0.08 μm is obtained from the formula (1). The optical constants used in both of the above examples were quoted from Handbook of Optical Constants of Solid and the like.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の軟X線顕微鏡では観察不可能であった厚い試料の観
察が可能となる。
As described above, according to the present invention, it becomes possible to observe a thick sample which cannot be observed by the conventional soft X-ray microscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の軟X線用ダイクロイックミラーを用い
た軟X線蛍光顕微鏡の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a soft X-ray fluorescence microscope using a dichroic mirror for soft X-rays of the present invention.

【図2】ダイクロイックミラーの薄膜における光学的作
用の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical action in a thin film of a dichroic mirror.

【図3】本発明の軟X線用ダイクロイックミラーを用い
た軟X線蛍光顕微鏡の第1実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention.

【図4】本発明の軟X線用ダイクロイックミラーを用い
た軟X線蛍光顕微鏡の第2実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using a soft X-ray dichroic mirror of the present invention.

【図5】従来の落射型蛍光顕微鏡の基本的な構成図であ
る。
FIG. 5 is a basic configuration diagram of a conventional epi-illumination fluorescence microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 蛍光励起光光源 2 ダイクロイックミラー 3 対物レンズ 4 試料 5 光検出器 6 バリアフィルター 9 光軸 1 Fluorescence excitation light source 2 Dichroic mirror 3 Objective lens 4 Sample 5 Photodetector 6 Barrier filter 9 Optical axis

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月22日[Submission date] September 22, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項2[Name of item to be corrected] Claim 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】 λf 〔1 −( sinθ1/nf 2 1/2 ≦d ≦0.575 λe 〔 1−( sinθ1/ne 2 1/2/(πKe Λ f [1 − (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2 ≦ d ≦ 0.575 λ e [1 − (sin θ 1 / n e ) 2 ] 1/2 / (πK e )

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】0.8 A ≦ D ≦ 1.2 A ただし、A =〔1 −(sin θ1/nf 2 1/2 mλf ÷ 2〔 nf −(sin2θ1/ nf )〕,0.8 A ≤ D ≤ 1.2 A where A = [1− (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2f ÷ 2 [n f − (sin 2 θ 1 / n f )],

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】 Te =exp {−4 πKe d/[λe cos θ2 ]} =exp {−4 πKe d/[λe 〔 1−( sinθ1/n e 2 1/2 ]}(2)T e = exp {−4 πK e d / [λ e cos θ 2 ]} = exp {−4 πK e d / [λ e [1- (sin θ 1 / n e ) 2 ] 1/2 ] } (2)

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】 d≧λf cos θ2 ′=λf 〔 1−( sinθ1/nf 2 1/2 (3)D ≧ λ f cos θ 2 ′ = λ f [1− (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2 (3)

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】 d≦0.575 λe 〔1 −( sinθ1/ne 2 1/2/(πKe ) (4)D ≦ 0.575 λ e [1− (sin θ 1 / n e ) 2 ] 1/2 / (πK e ) (4)

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0031】 2 D 〔( nf /cosθ2 )− tanθ2 sin θ1 〕=mλf (5)2 D [(n f / cos θ 2 ) −tan θ 2 sin θ 1 ] = mλ f (5)

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0033】 D =〔1 −(sin θ1/nf 2 1/2 mλf ÷ 2〔 nf −(sin2θ1/ nf )〕 (6)D = [1− (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2f ÷ 2 [n f − (sin 2 θ 1 / n f )] (6)

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年12月17日[Submission date] December 17, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 ─────────────────────────────────────────────────────
[Fig. 2] ─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年12月17日[Submission date] December 17, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 軟X線用ダイクロイックミラー及び
それを用いた顕微鏡
Title: Soft X-ray dichroic mirror and microscope using the same

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、軟X線用ダイクロイッ
クミラーとそれを装備した軟X線蛍光顕微鏡に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dichroic mirror for soft X-rays and a soft X-ray fluorescence microscope equipped with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟X線は波長領域が数Å〜数百Åであっ
て可視光に比較して波長が短いので、これを顕微鏡にお
ける結像用の光として利用すれば高分解能の観察が期待
できる。一般に顕微鏡の分解能δは、式(1)で求めら
れる。
2. Description of the Related Art Soft X-rays have a wavelength range of several Å to several hundred Å and a shorter wavelength than visible light. Therefore, if this is used as light for image formation in a microscope, high resolution observation is possible. Can be expected. Generally, the resolution δ of a microscope is obtained by the equation (1).

【0003】 δ=0.61λ/NA (1)Δ = 0.61λ / NA (1)

【0004】式(1)で、λは光の波長、NAは対物レ
ンズの開口数である。可視光を用いた通常の光学顕微鏡
で、開口数NA=1.4の油浸対物レンズを用いた場
合、波長λを5500Åとし計算すると、分解能δ=2
400Å(0.24μm)となる。また、紫外線顕微鏡
では、通常の光学顕微鏡の場合より波長λが短くなる
が、紫外線用対物レンズの開口数NAは小さいので、結
果として分解能δは幾分低下する。すなわち、波長λ=
3500Å,開口数NA=0.85で計算すると、分解
能δ=2500Å(0.25μm)となる。
In equation (1), λ is the wavelength of light and NA is the numerical aperture of the objective lens. With an ordinary optical microscope using visible light and an oil immersion objective lens with a numerical aperture NA = 1.4, the resolution δ = 2 when the wavelength λ is calculated as 5500Å.
It becomes 400 Å (0.24 μm). Further, in the ultraviolet microscope, the wavelength λ becomes shorter than in the case of the normal optical microscope, but since the numerical aperture NA of the ultraviolet objective lens is small, the resolution δ is somewhat lowered as a result. That is, wavelength λ =
Calculation with 3500Å and numerical aperture NA = 0.85 yields resolution δ = 2500Å (0.25 μm).

【0005】次に、軟X線顕微鏡の分解能δについて述
べる。軟X線としては、例えば波長λ=500Åのもの
を対象にすると、この波長領域で最も開口数を大きく出
来るシュワルツシルド型の対物レンズでも、回折限界を
考慮すると開口数NA=0.25程度であるが、それで
も分解能δ=1200Å(0.12μm)が得られる。
波長λ=40Åであれば、分解能δ=100Å(0.0
1μm)にも達する。
Next, the resolution δ of the soft X-ray microscope will be described. As the soft X-rays, for example, for a wavelength λ = 500 Å, even a Schwarzschild type objective lens that can maximize the numerical aperture in this wavelength range has a numerical aperture NA of about 0.25 in consideration of the diffraction limit. However, the resolution δ = 1200Å (0.12 μm) is still obtained.
If wavelength λ = 40Å, resolution δ = 100Å (0.0
1 μm).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、軟X線の波長
領域においては、物質の屈折率がほぼ1に近く、反射が
ほとんどないので、試料の反射像を見ることが困難であ
る。軟X線でも500Å近辺の波長領域では、試料によ
る反射がある程度は期待できる。しかし、物質による軟
X線の吸収が大きいので、落射照明に必要な透過率と反
射率に優れた性能の良い軟X線用ビームスプリッターが
得られず、500Å近辺の波長領域でも、反射像を観察
する軟X線顕微鏡の実用化は困難である。したがって、
これまで軟X線顕微鏡では、比較的薄い試料を透過型の
検鏡で観察することに使用形態が限定されており、例え
ば厚い半導体の試料などは、観察することができなかっ
た。
However, in the soft X-ray wavelength region, the refractive index of the substance is close to 1, and there is almost no reflection, so it is difficult to see the reflection image of the sample. Even soft X-rays can be expected to reflect to some extent in the wavelength region around 500Å. However, since the absorption of soft X-rays by the substance is large, it is not possible to obtain a beam splitter for soft X-rays with excellent performance that is excellent in the transmittance and reflectance necessary for epi-illumination, and a reflected image can be obtained even in the wavelength range around 500Å. It is difficult to put a soft X-ray microscope for observation into practical use. Therefore,
Up to now, the soft X-ray microscope has been limited in its use form to observing a comparatively thin sample with a transmission microscope, and it has not been possible to observe, for example, a thick semiconductor sample.

【0007】しかし、軟X線の波長領域では光のエネル
ギーが大きく、ほとんどすべての物質が蛍光を発生する
ので、蛍光と軟X線の波長差を利用すれば、厚い試料の
反射像の観察を可能にすることが期待できる。
However, since light energy is large in the soft X-ray wavelength region and almost all substances generate fluorescence, the reflection image of a thick sample can be observed by utilizing the wavelength difference between fluorescence and soft X-rays. Can be expected to be possible.

【0008】そこで、まず従来の落射型蛍光顕微鏡につ
いて、以下に述べる。図5は、従来の落射型蛍光顕微鏡
の基本的な構成図である。図中、11は励起用の光源、
12はダイクロイックミラー、13は対物レンズ、14
は試料、15はバリアフィルター、16はテレビカメ
ラ、17は俯視プリズム、18は接眼レンズである。
Therefore, a conventional epi-illumination type fluorescence microscope will be described below. FIG. 5 is a basic configuration diagram of a conventional epi-illumination fluorescence microscope. In the figure, 11 is a light source for excitation,
12 is a dichroic mirror, 13 is an objective lens, 14
Is a sample, 15 is a barrier filter, 16 is a television camera, 17 is a downward prism, and 18 is an eyepiece.

【0009】励起用の光源11は、紫外線あるいは短い
波長の可視光線を射出する。ダイクロイックミラー12
は、薄膜による光の干渉を利用したもので、特定の波長
領域の光のみを反射し、残りの波長領域の光を透過する
性質があり、一種のビームスプリッター、あるいは干渉
フィルターと考えることができる。その製法は、波長の
短い励起光を反射し、波長の長い蛍光を透過するように
設計した薄膜層を、薄いガラス板の上面にコーティング
する。接眼レンズ18の前に設けてあるバリアフィルタ
ー15は、じゃまになる波長の光を取り除くもので、必
要がなければ設けなくともよい。また、俯視プリズム1
7は半透過反射面17a,全反射面17bで2回反射し
て、光軸の方向を変化させる。
The excitation light source 11 emits ultraviolet light or visible light of a short wavelength. Dichroic mirror 12
Is a type of beam splitter or interference filter that utilizes the interference of light from a thin film and has the property of reflecting only light in a specific wavelength range and transmitting light in the remaining wavelength range. . In the manufacturing method, a thin glass layer designed to reflect excitation light having a short wavelength and transmit fluorescence having a long wavelength is coated on the upper surface of a thin glass plate. The barrier filter 15 provided in front of the eyepiece lens 18 removes light having a disturbing wavelength, and may be omitted if not necessary. In addition, the downward prism 1
7 is reflected twice by the semi-transmissive reflection surface 17a and the total reflection surface 17b to change the direction of the optical axis.

【0010】図5の落射型蛍光顕微鏡では、励起用の光
源11からの蛍光励起光がダイクロイックミラー12で
反射して対物レンズ13を透過し、試料14に当たり、
試料14には励起された蛍光が生じる。試料14で生じ
た蛍光は、対物レンズ13を透過した後、ダイクロイッ
クミラー12を透過して、プリズム17を介して接眼レ
ンズ18に入射する。こうして蛍光像について、接眼レ
ンズ18を通しての観察、あるいはテレビカメラ16に
よる撮影が行われる。上述した従来の落射型蛍光顕微鏡
の場合、ガラスに対する透過率は、励起光である紫外線
は悪く、蛍光である可視光は良いので、蛍光がダイクロ
イックミラー12を透過するように構成してある。
In the epi-illumination type fluorescence microscope of FIG. 5, the fluorescence excitation light from the excitation light source 11 is reflected by the dichroic mirror 12 and transmitted through the objective lens 13 to hit the sample 14,
Excited fluorescence is generated in the sample 14. The fluorescence generated in the sample 14 passes through the objective lens 13, then passes through the dichroic mirror 12, and enters the eyepiece lens 18 through the prism 17. In this way, the fluorescent image is observed through the eyepiece lens 18 or photographed by the television camera 16. In the case of the conventional epi-illumination fluorescence microscope described above, the transmittance of the glass is such that the ultraviolet ray as the excitation light is bad and the visible light as the fluorescence is good, so that the fluorescence passes through the dichroic mirror 12.

【0011】これに対して、軟X線の波長領域で落射型
蛍光顕微鏡を適用する場合、一般的にいって物質に対す
る透過率は、励起光である波長の短い軟X線は良く、蛍
光である波長の長い軟X線は悪いので、従来の構成では
ダイクロイックミラーにより蛍光が弱められてしまうと
いう問題がある。また、特にダイクロイックミラーとし
てガラス板を用いると波長の短い励起光までもが吸収に
より失われてしまうという問題がある。
On the other hand, when an epi-illumination fluorescence microscope is applied in the wavelength range of soft X-rays, it is generally said that the transmittance of a substance is good for soft X-rays having a short wavelength of excitation light and for fluorescence. Since soft X-rays having a certain wavelength are bad, there is a problem in the conventional configuration that the fluorescence is weakened by the dichroic mirror. Further, particularly when a glass plate is used as the dichroic mirror, there is a problem that even excitation light having a short wavelength is lost due to absorption.

【0012】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、軟X線領域において良好な反射像が得られる
蛍光顕微鏡及びこれに用いる軟X線用ダイクロイックミ
ラーを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fluorescence microscope capable of obtaining a good reflection image in a soft X-ray region and a dichroic mirror for soft X-rays used therein. There is.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の軟X線用ダイク
ロイックミラーは、下記の条件を満足する厚さdを持つ
単層膜から成るものである。
The dichroic mirror for soft X-rays of the present invention comprises a single layer film having a thickness d satisfying the following conditions.

【0014】 λf 〔 1−(sinθ1/nf )21/2 ≦d ≦0.575 λe 〔 1−(sinθ1/ne )21/2/( πKe ) Λ f [1− (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2 ≦ d ≦ 0.575 λ e [1− (sin θ 1 / n e ) 2 ] 1/2 / (πK e )

【0015】ただし、λe は前記薄膜を透過する光の波
長、λf は前記薄膜で反射する光の波長、ne は前記薄
膜の前記透過光の波長に対する屈折率、nf は前記薄膜
の前記反射光に対する屈折率、Ke は前記薄膜の前記透
過光に対する吸収係数、θ1は前記薄膜に対する前記透
過光及び前記反射光の入射角である。
Where λ e is the wavelength of light transmitted through the thin film, λ f is the wavelength of light reflected by the thin film, n e is the refractive index of the thin film with respect to the wavelength of the transmitted light, and n f is the thin film. The refractive index for the reflected light, K e is the absorption coefficient of the thin film for the transmitted light, and θ 1 is the incident angle of the transmitted light and the reflected light with respect to the thin film.

【0016】また、本発明の軟X線用ダイクロイックミ
ラーは、下記の条件を満足する周期Dを持つ多層膜から
成るものである。
The dichroic mirror for soft X-rays of the present invention is composed of a multilayer film having a period D satisfying the following conditions.

【0017】0.8 A ≦ D ≦ 1.2 A ただし、 A =〔 1−(sinθ1/nf )21/2 mλf / 2〔nf −(sin2 θ1/nf ) 〕0.8 A ≤ D ≤ 1.2 A, where A = [1- (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2f / 2 [n f − (sin 2 θ 1 / n f )]

【0018】なお、λf は前記多層膜で反射する光の波
長、nf は前記多層膜の各層についての前記反射光の波
長に対する屈折率の平均値、θ1 は前記多層膜に対する
透過光及び前記反射光の入射角、mは正整数である。
Where λ f is the wavelength of light reflected by the multilayer film, n f is the average value of the refractive index with respect to the wavelength of the reflected light for each layer of the multilayer film, and θ 1 is the transmitted light to the multilayer film. The incident angle of the reflected light, m is a positive integer.

【0019】更に、本発明の軟X線蛍光顕微鏡は、軟X
線光源と、ダイクロイックミラーと、対物レンズと、光
検出器とを備え、前記軟X線光源から発する軟X線を試
料に照射し、前記試料から発する蛍光を前記光検出器で
検出することにより試料の像を得るようにした軟X線顕
微鏡において、前記軟X線光源と前記ダイクロイックミ
ラーと前記対物レンズとを同一光軸上に設け、前記ダイ
クロイックミラーを通して前記軟X線を前記試料に照射
し、前記試料で発した前記蛍光を前記ダイクロイックミ
ラーで反射させて前記光検出器に導くようにしたことを
特徴としている。
Further, the soft X-ray fluorescence microscope of the present invention is a soft X-ray microscope.
By providing a line light source, a dichroic mirror, an objective lens, and a photodetector, irradiating the sample with soft X-rays emitted from the soft X-ray light source, and detecting fluorescence emitted from the sample with the photodetector. In a soft X-ray microscope adapted to obtain an image of a sample, the soft X-ray light source, the dichroic mirror and the objective lens are provided on the same optical axis, and the soft X-ray is irradiated onto the sample through the dichroic mirror. The fluorescence emitted from the sample is reflected by the dichroic mirror and guided to the photodetector.

【0020】[0020]

【作用】図1は、本発明の軟X線用ダイクロイックミラ
ーを用いた軟X線蛍光顕微鏡の構成を示す図である。図
中、1は励起光を発する軟X線光源、2は薄膜で形成し
たダイクロイックミラー、3は対物レンズ、4は試料、
5は光検出器としての画像検出器、6はバリアフィルタ
ーである。上述のうち、軟X線光源1と、ダイクロイッ
クミラー2と、対物レンズ3は同一の光軸9上に位置し
て設けてある。ダイクロイックミラー2の薄膜は、軟X
線は透過し前記軟X線により励起された蛍光は反射する
ように形成してある。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. In the figure, 1 is a soft X-ray light source that emits excitation light, 2 is a dichroic mirror formed of a thin film, 3 is an objective lens, 4 is a sample,
Reference numeral 5 is an image detector as a photodetector, and 6 is a barrier filter. Among the above, the soft X-ray light source 1, the dichroic mirror 2, and the objective lens 3 are provided on the same optical axis 9. The thin film of the dichroic mirror 2 is a soft X
The X-rays are formed so as to pass through and the fluorescence excited by the soft X-rays is reflected.

【0021】本発明の軟X線蛍光顕微鏡は上述のように
構成してあるので、軟X線光源1で発生した波長の短い
軟X線は、ダイクロイックミラー2を透過し、対物レン
ズ3に入射してから試料4に向かい集光する。波長の短
い軟X線が集光して試料4に当たると、試料4には励起
された蛍光が生じる。試料4で発生した蛍光は対物レン
ズ3を透過し、更にダイクロイックミラー2で反射し
て、バリアフィルター6を経て画像検出器5に入射す
る。蛍光画像の検出に用いる画像検出器5には、感度の
すぐれた積層型のダイオード構造を有する固体撮像素子
の使用が望ましいが、一般的なCCDイメージセンサ
ー、MCP(マルチチャンネルプレート)なども使用で
きる。
Since the soft X-ray fluorescence microscope of the present invention is constructed as described above, the short-wavelength soft X-rays generated by the soft X-ray light source 1 pass through the dichroic mirror 2 and enter the objective lens 3. Then, the light is focused toward the sample 4. When the soft X-ray having a short wavelength is focused and hits the sample 4, excited fluorescence is generated in the sample 4. The fluorescence generated in the sample 4 passes through the objective lens 3, is further reflected by the dichroic mirror 2, and enters the image detector 5 via the barrier filter 6. The image detector 5 used for detecting the fluorescence image is preferably a solid-state image sensor having a laminated diode structure with excellent sensitivity, but a general CCD image sensor, MCP (multi-channel plate) or the like can also be used. .

【0022】また、本発明の軟X線用ダイクロイックミ
ラーは、軟X線蛍光顕微鏡だけではなく、軟X線の波長
領域における分光手段としても使うことができる。例え
ば、通常の蛍光X線分析で、波長の違う二つの光の蛍光
X線の定量測定を行う場合、本発明の軟X線用ダイクロ
イックミラーの光学的特性を利用して、短い波長の光は
透過で、長い波長の光は反射で検出することができる。
The dichroic mirror for soft X-rays of the present invention can be used not only as a soft X-ray fluorescence microscope but also as a spectroscopic means in the wavelength range of soft X-rays. For example, in the usual fluorescent X-ray analysis, when quantitatively measuring fluorescent X-rays of two lights having different wavelengths, light having a short wavelength is detected by utilizing the optical characteristics of the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. Light having a long wavelength can be detected by transmission, and light having a long wavelength can be detected by reflection.

【0023】次に、薄膜から成るダイクロイックミラー
2について述べる。軟X線は、物質による吸収が大きい
ので、透過率は干渉条件よりも、薄膜の吸収係数で決定
する。図2はダイクロイックミラーが満足すべき条件を
説明するために、薄膜に対する光の入射・反射状態を図
式的に描いたものである。図において、ダイクロイック
ミラー2に対する軟X線(励起光)の入射角をθ1 ,屈
折角をθ2 ,薄膜2の軟X線波長(励起光波長)λe
対する複素屈折率をne ,吸収係数をKe ,薄膜2の厚
さをdとすると、ダイクロイックミラー2に対する軟X
線(励起光)の透過率Te は、式(2)で表すことがで
きる。
Next, the dichroic mirror 2 made of a thin film will be described. Since the soft X-rays are largely absorbed by the substance, the transmittance is determined by the absorption coefficient of the thin film rather than the interference condition. FIG. 2 is a schematic drawing of the incident / reflected state of light on the thin film in order to explain the conditions that the dichroic mirror should satisfy. In the figure, the incident angle of the soft X-ray (excitation light) to the dichroic mirror 2 is θ 1 , the refraction angle is θ 2 , the complex refractive index of the thin film 2 with respect to the soft X-ray wavelength (excitation light wavelength) λ e is n e , and the absorption is When the coefficient is K e and the thickness of the thin film 2 is d, the soft X for the dichroic mirror 2 is
The transmittance T e of the line (excitation light) can be expressed by Equation (2).

【0024】 Te =exp {−4 πKe d/[λe cos θ2 ]} =exp {−4 πKe d/[λe 〔1 −(sinθ1/n e )21/2 ]} (2)T e = exp {−4 πK e d / [λ e cos θ 2 ]} = exp {−4 πK e d / [λ e [1- (sin θ 1 / n e ) 2 ] 1/2 ] } (2)

【0025】一方、試料4において励起され、ダイクロ
イックミラー2に入射する蛍光の波長λf は、軟X線波
長(励起光波長)λe より長く、物質による吸収は蛍光
の方が軟X線より大きいので、蛍光がダイクロイックミ
ラー2を透過する方式は得策ではない。したがって、本
発明では、蛍光をダイクロイックミラー2で反射して、
画像検出器5において検出している。
On the other hand, the wavelength λ f of the fluorescence excited in the sample 4 and incident on the dichroic mirror 2 is longer than the soft X-ray wavelength (excitation light wavelength) λ e , and the absorption by the substance is greater in the fluorescence than in the soft X-ray. Since it is large, the method in which fluorescence passes through the dichroic mirror 2 is not a good idea. Therefore, in the present invention, the fluorescence is reflected by the dichroic mirror 2,
The image is detected by the image detector 5.

【0026】ここで、蛍光の波長λf が500Åより長
い場合はダイクロイックミラー2をその波長程度以上の
厚さにすることにより金属反射を生じさせ、蛍光を反射
させることができる。従って、ダイクロイックミラー2
は次に示す式(3)の条件を満足する単層膜で構成する
ことができる。
Here, when the wavelength λ f of the fluorescence is longer than 500 Å, the dichroic mirror 2 can be made to have a thickness of about the wavelength or more to cause metal reflection to reflect the fluorescence. Therefore, the dichroic mirror 2
Can be composed of a single-layer film satisfying the condition of the following formula (3).

【0027】 d≧λf cos θ2 ′=λf 〔 1−(sinθ1/nf )21/2 (3) ここで、dは単層膜の厚さである。D ≧ λ f cos θ 2 ′ = λ f [1− (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2 (3) where d is the thickness of the monolayer film.

【0028】一方、励起光を十分透過させるためにはT
e ≧0.1とする必要があり、式(2)より式(4)が
得られる。
On the other hand, in order to sufficiently transmit the excitation light, T
It is necessary to satisfy e ≧ 0.1, and equation (4) is obtained from equation (2).

【0029】 d≦0.575 λe 〔 1−(sinθ1/ne )21/2 /(πKe ) (4) D ≦ 0.575 λ e [1- (sin θ 1 / n e ) 2 ] 1/2 / (πK e ) (4)

【0030】次に、蛍光の波長λf が500Åより短い
場合は、ダイクロイックミラーを多層膜で構成すること
が望ましい。この場合は、多層膜の周期をDとすると、
議論を簡単にするため吸収係数を除いて考えれば、下記
の式(5),(6)で示される干渉条件を満足すれば、
蛍光に対して十分な反射率が得られる。
Next, when the fluorescence wavelength λ f is shorter than 500 Å, it is desirable that the dichroic mirror is composed of a multilayer film. In this case, if the cycle of the multilayer film is D,
In order to simplify the discussion, excluding the absorption coefficient, if the interference conditions expressed by the following equations (5) and (6) are satisfied,
Sufficient reflectance for fluorescence is obtained.

【0031】 2 D [(nf /cosθ2)− tanθ2 sin θ1 ]=mλf (5)2 D [(n f / cos θ 2 ) − tan θ 2 sin θ 1 ] = mλ f (5)

【0032】すなわち、 D =[ 1−(sinθ1/nf )21/2 mλf /2〔nf −(sin2 θ1/nf ) ](6)That is, D = [1- (sin θ 1 / n f ) 2 ] 1/2f / 2 [n f − (sin 2 θ 1 / n f )] (6)

【0033】式(5)において、nf は多層膜の各層に
ついての蛍光の波長に対する屈折率の平均値である。実
用上は、干渉条件からの多少のずれは許容され、式
(6)の右辺をAと置いたとき、0.8A≦D ≦1.2Aを満足
すれば、良好な反射率が得られる。
In the equation (5), n f is the average value of the refractive index with respect to the wavelength of fluorescence for each layer of the multilayer film. In practice, some deviation from the interference condition is allowed, and when 0.8 A ≦ D ≦ 1.2 A is satisfied when the right side of the equation (6) is set to A, a good reflectance can be obtained.

【0034】[0034]

【実施例】図3は、本発明の軟X線用ダイクロイックミ
ラーを用いた軟X線蛍光顕微鏡の第1実施例の構成を示
す図である。図中、1はレーザープラズマ光源や放射光
等の高輝度光源である軟X線光源、2は薄膜で形成した
ダイクロイックミラー、3はシュワルツシルド型の対物
レンズ、4は試料、5は光検出器としての画像検出器、
6はバリアフィルターである。軟X線光源1と、ダイク
ロイックミラー2と、対物レンズ3は同一の光軸9上に
配置してある。シュワルツシルド型対物レンズは、多層
膜反射鏡を用いており、波長選択性がある。このため、
特定波長の励起光で蛍光を励起できるという特徴があ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention. In the figure, 1 is a soft X-ray light source that is a high-intensity light source such as a laser plasma light source or synchrotron radiation, 2 is a dichroic mirror formed of a thin film, 3 is a Schwarzschild type objective lens, 4 is a sample, and 5 is a photodetector. Image detector as
6 is a barrier filter. The soft X-ray light source 1, the dichroic mirror 2, and the objective lens 3 are arranged on the same optical axis 9. The Schwarzschild type objective lens uses a multilayer film reflecting mirror and has wavelength selectivity. For this reason,
It has a feature that fluorescence can be excited by excitation light of a specific wavelength.

【0035】第1実施例は上述のように構成してあるの
で、光源1で発生した軟X線(励起光)は、ダイクロイ
ックミラー2を透過し、シュワルツシルド型の対物レン
ズ3に入射する。対物レンズ3で特定波長の励起光とな
り、試料4に向かい集光する。軟X線(励起光)が試料
4に当たると、試料4には励起された蛍光が生じる。試
料4で発生した蛍光は対物レンズ3を透過し、更にダイ
クロイックミラー2で反射して、バリアフィルター6を
経て画像検出器5に入射する。
Since the first embodiment is constructed as described above, the soft X-ray (excitation light) generated by the light source 1 passes through the dichroic mirror 2 and enters the Schwarzschild type objective lens 3. The objective lens 3 becomes excitation light of a specific wavelength, and the light is condensed toward the sample 4. When the soft X-ray (excitation light) strikes the sample 4, excited fluorescence is generated in the sample 4. The fluorescence generated in the sample 4 passes through the objective lens 3, is further reflected by the dichroic mirror 2, and enters the image detector 5 via the barrier filter 6.

【0036】第1実施例で使用したダイクロイックミラ
ー2を形成している薄膜は、アルミニウムの薄膜で、厚
さdは1000Åである。想定した励起波長λe である
39.8Åの屈折率ne =0.9949,吸収係数Ke
=0.002を用い、式(4)の右辺を計算すると25
62Åとなり、アルミニウムの薄膜の厚さdの1000
Åより大きく、式(4)の条件を満足している。
The thin film forming the dichroic mirror 2 used in the first embodiment is an aluminum thin film, and the thickness d is 1000Å. It assumed excitation wavelength λ refractive index of 39.8Å a e n e = 0.9949, the absorption coefficient K e
= 0.002 and the right side of equation (4) is calculated to be 25
62Å, and the thickness d of the aluminum thin film is 1000
It is larger than Å and satisfies the condition of formula (4).

【0037】また、想定する蛍光波長λf は、金属反射
の生じる500Å以上の516.6Åとした。このと
き、屈折率nf =0.789,吸収係数Kf =1.90
である。これらを用いて、式(3)を計算すると230
Åとなり、アルミニウムの薄膜の厚さdの1000Åよ
り小さく、式(3)の条件を満足している。第1実施例
の軟X線蛍光顕微鏡は、蛍光波長λf 516.6Å
(0.05μm)で観察したときの分解能が、シュワル
ツシルド型対物レンズ3のNAを0.25として、式
(1)より0.12μmという優れた値になる。
Further, the assumed fluorescence wavelength λ f is set to 516.6 Å which is 500 Å or more where metal reflection occurs. At this time, the refractive index n f = 0.789 and the absorption coefficient K f = 1.90.
Is. When equation (3) is calculated using these, it is 230
Å, which is smaller than 1000 Å, which is the thickness d of the aluminum thin film, and satisfies the condition of Expression (3). The soft X-ray fluorescence microscope of the first embodiment has a fluorescence wavelength λ f 516.6Å
The resolution when observed at (0.05 μm) is an excellent value of 0.12 μm from the formula (1) when the NA of the Schwarzschild type objective lens 3 is 0.25.

【0038】図4は、本発明の軟X線用ダイクロイック
ミラーを用いた軟X線蛍光顕微鏡の第2実施例の構成を
示す図である。第2実施例は、ダイクロイックミラー2
の薄膜の構造と対物レンズ3の型式が異なること、バリ
アフィルターが設けてないことが第1実施例と異なる。
即ち、対物レンズ3はウォルター型対物レンズである。
ウォルター型対物レンズは、斜入射全反射鏡を用いてお
り、波長選択性がなく、従って、励起光の波長領域の任
意の波長で蛍光を励起できる。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using the soft X-ray dichroic mirror of the present invention. The second embodiment is a dichroic mirror 2.
The difference from the first embodiment is that the structure of the thin film is different from the type of the objective lens 3 and that no barrier filter is provided.
That is, the objective lens 3 is a Walter type objective lens.
The Wolter type objective lens uses a grazing incidence total reflection mirror and has no wavelength selectivity, and therefore can excite fluorescence at any wavelength in the wavelength region of excitation light.

【0039】第2実施例で使用したダイクロイックミラ
ー2を形成している薄膜は多層膜であり、厚さが49.
98Åのモリブデンと52.021Åのシリコンの11
層膜である。想定した励起波長λe である39.8Åの
屈折率は、夫々nem=0.9952,nes=0.995
5,吸収係数は、夫々Kem=0.00663,Kes
0.00209,透過率は32%である(透過率10%
以上を満たしている)。なお、添字m,sは夫々モリブ
デン、シリコンに係ることを示したものである。
The thin film forming the dichroic mirror 2 used in the second embodiment is a multilayer film having a thickness of 49.
11 of 98Å molybdenum and 52.021Å silicon
It is a layer film. The refractive index of 39.8Å, which is the assumed excitation wavelength λ e , is n em = 0.952 and n es = 0.995, respectively.
5, the absorption coefficient is K em = 0.00663, K es =
0.00209, transmittance is 32% (transmittance 10%
Meets the above). The subscripts m and s indicate molybdenum and silicon, respectively.

【0040】また、想定する蛍光波長λf は135.5
Åで、このとき屈折率は、夫々nfm=0.917,nfs
=1.008であり、反射率は24.6%である。nfm
=0.917とnfs=1.008との平均値nf =0.
963,及び入射角45°を用い、式(6)の右辺を計
算すると、m=1のとき、A=95.7Åとなり、第2
実施例の周期102Å(=49.98Å+52.021
Å)は、条件を満たしている。第2実施例の軟X線蛍光
顕微鏡は、蛍光波長λf 135.5Å(0.0136μ
m)で観察したときの分解能が、ウォルター型対物レン
ズ3のNAを0.1としても、式(1)より0.08μ
mという優れた値になる。なお、上記両実施例で用いた
光学定数は、Handbook of Optical Constants ofSolid
等から引用した。
The assumed fluorescence wavelength λ f is 135.5.
Å, and the refractive indices at this time are n fm = 0.917 and n fs , respectively.
= 1.008, and the reflectance is 24.6%. n fm
= 0.917 and n fs = 1.008, the average value n f = 0.
When the right side of the equation (6) is calculated using 963 and the incident angle of 45 °, A = 95.7Å when m = 1,
Cycle 102Å (= 49.98Å + 52.021 in the embodiment)
Å) meets the conditions. The soft X-ray fluorescence microscope of the second embodiment has a fluorescence wavelength λ f 135.5Å (0.0136μ).
m), the resolution is 0.08 μ according to the formula (1) even if the NA of the Wolter type objective lens 3 is 0.1.
It is an excellent value of m. The optical constants used in both of the above examples are the Handbook of Optical Constants of Solid
Etc.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の軟X線顕微鏡では観察不可能であった厚い試料の観
察が可能となる。
As described above, according to the present invention, it becomes possible to observe a thick sample which cannot be observed by the conventional soft X-ray microscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の軟X線用ダイクロイックミラーを用い
た軟X線蛍光顕微鏡の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a soft X-ray fluorescence microscope using a dichroic mirror for soft X-rays of the present invention.

【図2】ダイクロイックミラーの薄膜における光学的作
用の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical action in a thin film of a dichroic mirror.

【図3】本発明の軟X線用ダイクロイックミラーを用い
た軟X線蛍光顕微鏡の第1実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using the dichroic mirror for soft X-rays of the present invention.

【図4】本発明の軟X線用ダイクロイックミラーを用い
た軟X線蛍光顕微鏡の第2実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of a soft X-ray fluorescence microscope using a soft X-ray dichroic mirror of the present invention.

【図5】従来の落射型蛍光顕微鏡の基本的な構成図であ
る。
FIG. 5 is a basic configuration diagram of a conventional epi-illumination fluorescence microscope.

【符号の説明】 1 蛍光励起光光源 2 ダイクロイックミラー 3 対物レンズ 4 試料 5 光検出器 6 バリアフィルター 9 光軸[Explanation of reference numerals] 1 fluorescence excitation light source 2 dichroic mirror 3 objective lens 4 sample 5 photodetector 6 barrier filter 9 optical axis

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板上に以下の条件を満足する厚さ
dを持つ単層膜を形成して成る軟X線用ダイクロイック
ミラー。 λf 1−(sinθ1/nf )2 1/2≦d ≦0.575 λe 1−(sinθ1/ne )2 1/2/(πKe ) ただし、λe は前記薄膜を透過する光の波長、λf は前
記薄膜で反射する光の波長、ne は前記薄膜の前記透過
光の波長に対する屈折率、nf は前記薄膜の前記反射光
に対する屈折率、Ke は前記薄膜の前記透過光に対する
吸収係数、θ1 は前記薄膜に対する前記透過光及び前記
反射光の入射角である。
1. A dichroic mirror for soft X-rays, which is formed by forming a single-layer film having a thickness d satisfying the following conditions on a transparent substrate. λ f 1- (sin θ 1 / n f ) 2 1/2 ≦ d ≦ 0.575 λ e 1- (sin θ 1 / n e ) 2 1/2 / (πK e ), where λ e is the light transmitted through the thin film. , Λ f is the wavelength of light reflected by the thin film, n e is the refractive index of the thin film with respect to the wavelength of the transmitted light, n f is the refractive index of the thin film with respect to the reflected light, and K e is the thin film. An absorption coefficient for transmitted light, θ 1 is an incident angle of the transmitted light and the reflected light with respect to the thin film.
【請求項2】 透明基板上に以下の条件を満足する周期
Dを持つ多層膜を形成して成る軟X線用ダイクロイック
ミラー。 0.8 A ≦ D ≦ 1.2 A ただし、A = 1 −(sinθ1/nf )2 1/2mλf /2 nf
−(sin2 θ1/nf ) ,λf は前記多層膜で反射する光の
波長、nf は前記多層膜の各層についての前記反射光の
波長に対する屈折率の平均値、θ1 は前記多層膜に対す
る透過光及び前記反射光の入射角、mは正整数である。
2. A dichroic mirror for soft X-rays, which is formed by forming a multilayer film having a period D satisfying the following conditions on a transparent substrate. 0.8 A ≤ D ≤ 1.2 A where A = 1- (sin θ 1 / n f ) 2 1/2f / 2 n f
− (Sin 2 θ 1 / n f ), λ f is the wavelength of the light reflected by the multilayer film, n f is the average value of the refractive index with respect to the wavelength of the reflected light for each layer of the multilayer film, and θ 1 is the above The incident angles of transmitted light and reflected light with respect to the multilayer film, m is a positive integer.
【請求項3】 軟X線光源と、ダイクロイックミラー
と、対物レンズと、光検出器とを備え、前記軟X線光源
から発する軟X線を試料に照射し、前記試料から発する
蛍光を前記光検出器で検出することにより試料の像を得
るようにした軟X線顕微鏡において、 前記軟X線光源と前記ダイクロイックミラーと前記対物
レンズとを同一光軸上に設け、前記ダイクロイックミラ
ーを通して前記軟X線を前記試料に照射し、前記試料で
発した前記蛍光を前記ダイクロイックミラーで反射させ
て前記光検出器に導くようにしたことを特徴とする軟X
線蛍光顕微鏡。
3. A soft X-ray light source, a dichroic mirror, an objective lens, and a photodetector, which irradiate a sample with soft X-rays emitted from the soft X-ray light source to emit fluorescence emitted from the sample into the light. In a soft X-ray microscope configured to obtain an image of a sample by detecting with a detector, the soft X-ray light source, the dichroic mirror, and the objective lens are provided on the same optical axis, and the soft X-ray is passed through the dichroic mirror. A line is irradiated to the sample, and the fluorescence emitted from the sample is reflected by the dichroic mirror and guided to the photodetector.
Line fluorescence microscope.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112505082A (en) * 2020-12-18 2021-03-16 福州大学 X-ray near-infrared two-region luminous biological imaging device

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