JPH06347600A - Ｘ線顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線の波長を容易に変更できるＸ線顕微鏡を
提供する。 【構成】 Ｘ線源１より射出されたＸ線をゾーンプレー
ト２で集光して遮蔽板３に導く。遮蔽板３のピンホール
３ａを通過したＸ線により試料４を照射する。試料４の
Ｘ線像をウォルターミラー５で拡大して検出器６上に結
像させる。希望する波長のＸ線がピンホール３ａ上で焦
点を結ぶようにゾーンプレート２の光軸方向の位置を調
整し、これにより、所望の波長のＸ線のみをピンホール
３ａから試料４に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線により試料像を検
出するＸ線顕微鏡の光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線顕微鏡は生物試料を未処理で高分解
観察できるため注目されている。結像型Ｘ線顕微鏡は、
Ｘ線源から発射されたＸ線をコンデンサ用光学素子によ
り試料に向けて集光させ、このＸ線で照射された試料の
像を対物用光学素子により検出器上に結像させて試料を
観察するものであるが、これらコンデンサ用光学素子お
よび対物用光学素子の組合わせとしては以下のものが存
在する。 コンデンサ用光学素子および対物用光学素子ともに
ゾーンプレートを用いたもの。 コンデンサ用光学素子に多層膜反射鏡、対物用光学
素子にゾーンプレートを用いたもの。 コンデンサ用光学素子に多層膜反射鏡、対物用光学
素子に直入射多層膜反射鏡を用いたもの。 コンデンサ用光学素子および対物用光学素子ともに
斜入射鏡を用いたもの。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した各種のＸ線用
光学素子のうち、ゾーンプレートは、その焦点距離がＸ
線の波長に反比例して変化する。したがって、対物用光
学素子にゾーンプレートを用いた上記、のＸ線顕微
鏡において、結像倍率を一定に維持しつつＸ線の波長を
可変とするには、波長の変化に伴う対物用ゾーンプレー
トの焦点距離の変化に対応して試料と検出器との距離を
調整する機構が必要となり、装置が複雑化する。また、
斜入射鏡は、広い波長領域のＸ線に対して高い反射率を
有する特性を有するため、上記の光学系でＸ線の波長
を可変とするにはＸ線を単色化する装置が別に必要とな
る。さらに、多層膜反射鏡は、斜入射鏡と比べて狭い波
長領域のＸ線しか反射しないので、Ｘ線の波長を実用上
十分な範囲で可変とするにはＸ線の入射角を変化させる
必要がある。このため、上記、の光学系で波長可変
とするのは困難である。

【０００４】本発明の目的は、Ｘ線の波長を容易に変更
できるＸ線顕微鏡を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明では、試料４に向けてＸ線
を集光させるコンデンサ用光学素子と、試料４のＸ線像
を検出手段６上に結像させる対物用光学素子とを備えた
Ｘ線顕微鏡において、コンデンサ用光学素子にゾーンプ
レート２、前記対物用光学素子５に斜入射鏡を用いると
ともに、ゾーンプレート２と試料４との間にピンホール
３ａを有する遮蔽板３を設けることにより上述した目的
を達成する。請求項２の装置では、コンデンサ用光学素
子を構成するゾーンプレート２を、光軸上を移動可能に
設けた。

【０００６】

【作用】コンデンサ用光学素子にゾーンプレート２を用
いたため、ピンホール３ａとの併用によりＸ線を任意の
波長で単色化して試料４に照射できる。すなわち、Ｘ線
の光路中に設けたピンホール３ａとゾーンプレート２と
の距離を調整することで、ピンホール３ａの位置で焦点
を結ぶＸ線の波長を変更し、これにより所望の波長のＸ
線のみピンホール３ａを通過させて試料４に照射でき
る。対物光学素子に斜入射鏡５を用いているので、試料
４、対物用光学素子５、試料像の検出器６の位置関係を
Ｘ線の波長に係わりなく一定に維持できる。斜入射鏡５
は広い波長領域に対して高い反射率を有するので、波長
を変化させても結像倍率を一定に維持しつつ高コントラ
ストの試料像を得ることができる。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】図１は、対物用光学素子として斜入射鏡の一
種であるウォルターミラーを用いたＸ線顕微鏡の構成を
示す概略図である。このＸ線顕微鏡は、Ｘ線源１、コン
デンサ用光学素子としてのゾーンプレート２、ピンホー
ル３ａが設けられた遮蔽板３、試料４を保持する不図示
の試料ホルダ、対物用光学素子としてのウォルターミラ
ー５、検出器６とを備えている。遮蔽板３はそのピンホ
ール３ａがＸ線の光軸上に位置するように配置される。
ウォルターミラー５は、回転双曲面と回転楕円面とを組
み合わせたＸ線を２回反射させる光学素子であり、一本
のガラス管の内面に反射部が形成されている。Ｘ線源１
より射出したＸ線はゾーンプレート２で集光されて遮蔽
板３に達する。そして、ピンホール３ａを通過したＸ線
が試料４を照射する。試料４のＸ線像は、ウォルターミ
ラー５で拡大されて検出器６上に結像する。

【０００９】なお、Ｘ線のゾーンプレート２での０次の
回折光には様々な波長が含まれている。この０次回折光
は光軸上を進むためピンホール３ａを通過し、試料４を
経て検出器６まで達してしまう。そこで、本実施例で
は、Ｘ線源１とゾーンプレート２との間に、このゾーン
プレート２の中央部（光軸付近）にＸ線が入射しないよ
うにコンデンサ側遮蔽板７を設けた。このコンデンサ側
遮蔽板７は、ゾーンプレート２と遮蔽板３との間に設置
してもよい。さらに、ウォルターミラー５のＸ線光軸付
近にも対物用遮蔽板８を設けて、０次回折光が検出器６
に達するのを防止している。

【００１０】ゾーンプレート２は不図示の移動機構によ
りＸ線の光軸上を光軸方向（図の左右方向）と平行に移
動可能に支持されている。試料４に照射するＸ線の波長
を変更するときは、希望する波長のＸ線がピンホール３
ａ上で焦点を結ぶようにゾーンプレート２の位置を調整
する。これにより所望の波長のＸ線のみがピンホール３
ａを通過して試料４に到達する。対物用光学素子として
のウォルターミラー５は広い波長領域のＸ線に対して高
い反射率を示すので、試料４に照射するＸ線の波長を変
更しても、試料４、ウォルターミラー５および検出器６
の光軸方向の相対位置を一定に保って試料４のＸ線像を
高コントラストで検出器６上に結像させることができ
る。

【００１１】以上のように、本実施例では検出器６での
試料像の結像倍率やコントラストに影響を与えることな
く試料４に照射するＸ線の波長を簡単に変更できるの
で、試料４の波長走査による撮像を容易に行ない得る。
Ｘ線顕微鏡では試料４を構成する元素の吸収端の前後の
波長において試料４の透過像が大きく変化するが、本実
施例ではゾーンプレート２の位置を変化させつつ試料像
を逐次観察するだけで、上述した透過像の変化を検出し
て容易に試料４の元素分布を求めることができる。な
お、本実施例では斜入射鏡としてウォルターミラー５を
用いたが、本発明はこれに制限されることはなく、他の
形状の斜入射鏡を用いても良い。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、コン
デンサ用光学素子にゾーンプレートを用いたので、光路
中に配置したゾーンプレートとピンホールとの相対距離
を調整するだけで試料に所望の波長のＸ線を照射でき
る。対物用光学素子に斜入射鏡を用いたので、波長を問
わず試料、対物用光学素子および検出器の位置関係が一
定となり、所定の倍率で検出器上に高コントラストの試
料像を結像させることができる。これにより、試料の波
長走査など波長の変更が不可欠な検査を容易に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光学系の概略構成を
示す図。

【符号の説明】

１ Ｘ線源 ２ コンデンサ用光学素子としてのゾーンプレート ３ 遮蔽板 ３ａ 遮蔽板のピンホール ４ 試料 ５ ウォルターミラー ６ 検出器 ７ コンデンサ側遮蔽板 ８ 対物側遮蔽板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料に向けてＸ線を集光させるコンデン
   サ用光学素子と、試料のＸ線像を検出手段上に結像させ
   る対物用光学素子とを備えたＸ線顕微鏡において、 前記コンデンサ用光学素子にゾーンプレート、前記対物
   用光学素子に斜入射鏡を用いるとともに、前記ゾーンプ
   レートと前記試料との間にピンホールを有する遮蔽板を
   設けたことを特徴とするＸ線顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記コンデンサ用光学素子を構成するゾ
   ーンプレートを、光軸上を移動可能に設けたことを特徴
   とする請求項１記載のＸ線顕微鏡。