JPH08195533A

JPH08195533A - Ｘ線発生装置

Info

Publication number: JPH08195533A
Application number: JP7005465A
Authority: JP
Inventors: Tamio Hara; 民夫原; Kozo Ando; 剛三安藤; Katsunobu Aoyanagi; 克信青柳; Hideo Hirose; 秀男広瀬
Original assignee: Shimadzu Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: Shimadzu Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｘ線の供給対象へのＸ線の供給量を容易に増
加させることができるＸ線発生装置を提供する。【構成】真空中でターゲット１にレーザビーム７を集
光照射して形成されるレーザプラズマ６によりＸ線９を
発生させるＸ線発生装置において、強磁場発生手段２を
設け、この強磁場発生手段２によって形成される強磁場
５をレーザプラズマ６中に作用させ、この強磁場により
レーザプラズマ６で形成される荷電粒子８の軌道を曲
げ、磁場内に閉じ込めることによって、Ｘ線の供給対象
１１へのＸ線９の供給量を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線発生装置に関し、
特に、Ｘ線レーザ、Ｘ線リソグラフィ装置、Ｘ線顕微
鏡、Ｘ線光電子顕微鏡、Ｘ線分析装置等のＸ線源に使用
するＸ線発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線レーザ、Ｘ線リソグラフィ装置、Ｘ
線顕微鏡、Ｘ線光電子顕微鏡、Ｘ線分析装置等において
は、通常Ｘ線源から得られるＸ線を使用している。この
Ｘ線源として、例えば、Ｘ線管やプラズマＸ線源が知ら
れている。プラズマＸ線源は、プラズマ中にできる高電
離多価イオンと電子の相互作用により発生するＸ線を用
いるものであり、高密度のプラズマを生成する手段とし
て、例えばレーザ励起方式が知られている。以下、この
レーザ励起方式によるプラズマをレーザプラズマとい
う。レーザプラズマは、レンズやミラーによって例えば
１０μｍ程度の大きさに絞ったレーザを、Ａｌ，Ｍｏ，
Ａｕ等の金属表面に数ｎｓの幅のパルスで集光照射する
ことにより形成される。

【０００３】図１２は、従来のＸ線発生装置の概略図で
ある。図において、Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ等のターゲット材
の表面にレーザ光７（図中の破線）を集光照射すると、
レーザ励起によりプラズマ６が形成される。このプラズ
マ６からは、イオン８−１や電子８−２等の荷電粒子８
や中性粒子の飛散微粒子（アブレード）が放出されると
ともに、Ｘ線９も放出される。Ｘ線発生装置は、このプ
ラズマ６から放出されるＸ線９をＸ線源として利用する
ものであり、このプラズマ６からのＸ線９を、通常レン
ズやミラー等の光学素子１０を介してＸ線供給対象１１
に照射する。例えば、Ｘ線分析装置ではこのＸ線供給対
象１１を分析試料とし、Ｘ線を照射することにより試料
表面のＸ線分析を行っている。そして、一般にＸ線発生
装置において、発生するＸ線の制御は励起用のレーザ源
をマルチパルス化や短パルス化等によってパルス波形制
御することにより行われ、通常このパルス波形制御では
発生するＸ線の波長制御を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線発生装置においては、Ｘ線の供給対象へのＸ線の供
給量を容易に増加させることができないという問題点が
ある。この問題点について検討した結果、以下のような
要因を得た。（１）従来のＸ線発生装置では、Ｘ線の発生効率を容易
に向上させることがでない。従来のＸ線発生装置におい
ては、励起用のレーザ源をマルチパルス等によってパル
ス波形制御することにより、発生するＸ線の波長等の制
御を行っているが、このようなＸ線の制御によってＸ線
の発生効率を向上させるには、前記パルス波形制御によ
って発生するプラズマの体積を増加させたり加熱する必
要がある。しかしながら、プラズマは一般に真空中にお
いて高速で自由膨張するため、プラズマ自体の運動を制
御することは困難であり、従来のＸ線発生装置では十分
にＸ線の発生効率の向上させることができない。（２）また、図１２の従来のＸ線発生装置では、Ｘ線供
給対象１１にＸ線９を導くために光学素子１０を設けて
いるが、この光学素子１０には、プラズマ６からＸ線９
の他に荷電粒子８や中性粒子の飛散微粒子が到達してお
り、この飛散微粒子は光学素子１１の表面に付着して、
Ｘ線９の反射効率を低下させて、Ｘ線の供給対象へのＸ
線の供給量を低下させる原因となっている。

【０００５】そこで、従来、この飛散微粒子の光学素子
１０への付着を阻止するために、プラズマ６から光学素
子１０への進路方向にスリット１２や飛散微粒子阻止手
段１３を設置する場合がある。この飛散微粒子阻止手段
１３としては、例えば、高速機械シャッターを設け、高
速のＸ線９が通過した後にシャッターを動作させ、低速
の飛散微粒子をこのシャッターにより阻止するものや、
あるいは、ガス流入装置を設け、外部から前記進路中に
流入したガスを飛散微粒子と衝突させ、飛散微粒子の軌
道を変更させることにより阻止するものがある。なお、
このスリットやシャッターは、荷電粒子の他に中性粒子
の光学素子への進入を阻止する働きもするものである。
しかしながら、この従来のＸ線発生装置に用いられる飛
散微粒子の光学素子への付着阻止の手段では充分な効果
を得ることができない。

【０００６】また、磁石をターゲットより遠方に置き、
荷電粒子の軌道を曲げるものも知られているが、この場
合にはプラズマの大部分が既に消滅しており、充分な効
果が得られない。そこで、本発明は前記した従来のＸ線
発生装置の問題点を解決し、Ｘ線の供給対象へのＸ線の
供給量を容易に増加させることができるＸ線発生装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空中でター
ゲットにレーザビームを集光照射して形成されるレーザ
プラズマによりＸ線を発生させるＸ線発生装置におい
て、強磁場発生手段を設け、この強磁場発生手段によっ
て形成される強磁場をレーザプラズマ中に作用させ、こ
の強磁場によりレーザプラズマで形成される荷電粒子の
軌道を曲げ、またその荷電粒子を磁場内に閉じ込めるこ
とによって、前記目的を達成する。また、本発明は、真
空中でターゲットにレーザビームを集光照射して生成さ
れるレーザプラズマ中より放出されるＸ線を、レーザ照
射側とターゲット面に対して少なくとも一方の側から取
り出すＸ線発生装置において、レーザープラズマの近傍
において、ターゲット面と略平行あるいは略垂直である
磁場成分を生成し、その磁場成分がレーザプラズマ中の
荷電粒子に直接作用して荷電粒子の軌道を曲げて磁場内
に閉じ込める磁気力を発生する磁場発生手段を、レーザ
プラズマに接近して配置する構成とするものである。ま
た、この磁場発生手段の生成する磁場成分は、ターゲッ
ト面に対して角度を有した磁場成分を含むよう構成する
こともできる。

【０００８】本発明の強磁場発生手段によって形成され
る強磁場は、荷電粒子に磁気力を印加してその軌道を変
化させ、さらにこの軌道変更によって荷電粒子を磁場内
に閉じ込める作用を生じさせるものであり、その強磁場
発生には永久磁石や電磁石を用いることができる。ま
た、レーザプラズマやターゲットに対する設置位置によ
り、磁束の方向を調整することもできるものである。な
お、本発明におけるレーザプラズマの発生方向は、ター
ゲット面に直交する方向とし、レーザプラズマは該方向
を軸中心としてある発生パターンを有して形成されるも
のとする。そして、該レーザプラズマ内においてＸ線発
生が行われるものであり、本発明のＸ線発生装置はこの
Ｘ線を利用するものとする。

【０００９】本発明の第１の実施態様は、本発明のＸ線
発生装置の強磁場発生手段をレーザプラズマの近傍に設
置して、強磁場発生手段により発生する強磁場内におい
てプラズマを形成するものであり、これによって強磁場
発生手段が発生する磁場内に荷電粒子を閉じ込めて、荷
電粒子がプラズマ内に留まる時間を延ばすことによりＸ
線の発生効率を向上させるものである。本発明の第２の
実施態様は、本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の
磁束方向をプラズマの発生方向と異なる方向とし、これ
によって磁束方向からずれた速度成分を有する荷電粒子
の磁場内への閉じ込め作用を高め、Ｘ線の発生効率を向
上させるものである。

【００１０】本発明の第３の実施態様は、本発明のＸ線
発生装置の強磁場発生手段の磁束方向をプラズマの発生
方向とし、これによってプラズマの発生方向からずれた
速度成分を有する荷電粒子の磁場内への閉じ込め作用を
高め、Ｘ線の発生効率を向上させるものである。本発明
の第４の実施態様は、本発明のＸ線発生装置の強磁場発
生手段をレーザプラズマの近傍に設置して、強磁場発生
手段により発生する強磁場内において荷電粒子に磁気力
を作用させて、該磁場からの荷電粒子の放出方向を変更
するものであり、これによってＸ線供給対象方向への荷
電粒子の発生量を減少させるものである。

【００１１】本発明の第５の実施態様は、本発明のＸ線
発生装置の強磁場発生手段の磁束方向をプラズマの発生
方向と異なる方向とし、Ｘ線の供給対象の設置位置を該
プラズマの発生方向とするものであり、これによってプ
ラズマの発生方向以外の方向に放出される荷電粒子を強
磁場内に取り込んで、Ｘ線の供給対象方向に対する荷電
粒子の発生量を減少させるものである。本発明の第６の
実施態様は、本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の
磁束方向をプラズマの発生方向とし、Ｘ線の供給対象の
設置位置を該プラズマの発生方向からずれた方向とする
ものであり、これによってプラズマの発生方向以外の方
向に放出される荷電粒子を強磁場内に取り込んで、Ｘ線
の供給対象方向に対する荷電粒子の発生量を減少させる
ものである。

【００１２】本発明の第７の実施態様は、本発明のＸ線
発生装置の強磁場発生手段により生成される磁場の中央
にターゲットを配置するものであり、これによって、レ
ーザプラズマに対して均一でかつ高磁場の磁場印加を行
うことができる。この磁場中央へのターゲットの配置
は、対向配置した磁石の間隙中央にターゲットを配置す
ることにより行うことができる。

【００１３】

【作用】前記した構成により、本発明のＸ線発生装置で
は、強磁場発生手段によって形成される強磁場は、レー
ザプラズマから放出される荷電粒子の軌道を曲げ、強磁
場中における軌道の湾曲によって、荷電粒子がレーザプ
ラズマ中に留まる時間の長時間化してＸ線の発生効率を
向上させ、また、強磁場をはずれた以後の軌道方向を、
Ｘ線の供給対象方向からずらして光学素子への付着を阻
止することによって、Ｘ線の供給対象へのＸ線の供給量
を増加させる。

【００１４】図１は、本発明のＸ線発生装置を説明する
構成図であり、図において、Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ等のター
ゲット１の表面にレーザ光７（図中の破線）を集光照射
すると、レーザ励起によりプラズマ６が形成される。こ
のプラズマ６からは、イオンや電子等の荷電粒子８、中
性粒子等の飛散微粒子（図中の実線）が放出されるとと
もに、Ｘ線９（図中の一点鎖線）が放出される。このプ
ラズマ６からのＸ線９は、レンズやミラー等の光学素子
１０を介してＸ線供給対象１１に向けられる。

【００１５】本発明のＸ線発生装置においては、前記構
成のＸ線発生装置に強磁場発生手段２を設け、これによ
って発生する強磁場５により荷電粒子８の軌道を曲げる
作用を生じさせる。強磁場発生手段２は、例えば、相反
する磁極を対向させその磁極間にプラズマ６が生じるよ
うに、磁石３をターゲット１に近接、又は密着して配置
することにより構成することができる。そして、この強
磁場発生手段２により形成される強磁場５によって、荷
電粒子８に磁気力を印加して荷電粒子８の軌道を曲げる
ものである。なお、この磁石３には、ポールピース４を
設けることにより強磁場の強度を高めることができる。

【００１６】図２は、強磁場内の荷電粒子の軌道を説明
する図であり、図の（ａ）は破線の矢印で示される強磁
場Ｃ内において、矢印Ａの方向に初速度を有する荷電粒
子の軌道を実線Ｂで示している。強磁場Ｃ内において、
他の荷電粒子との衝突が無い場合には、荷電粒子は強磁
場Ｃの方向の速度成分を保持しながら、強磁場Ｃと直交
する方向に磁気力を受け、矢印Ｂで示されるように螺旋
運動をしながら強磁場Ｃの方向に進む軌道をとることに
なる。なお、図の（ｂ）は、図２の（ａ）の矢印Ｄの方
向から見た円運動を行う荷電粒子の軌道である。

【００１７】さらに、図３は、強磁場内の荷電粒子の軌
道を説明する図であり、強磁場Ｃ内において加速状態に
ある荷電粒子の軌道を実線Ｅ，Ｆで示している。荷電粒
子の衝突が無いものとすると、荷電粒子の速度が強磁場
Ｃによる軌道変化の影響と比較して大きい場合には、例
えば実線Ｅに示すにように螺旋運動をしながら強磁場Ｃ
を通過した後に直線の軌道をとり、また荷電粒子の速度
が小さい場合には、例えば実線Ｆに示すにように螺旋運
動をしながら強磁場Ｃ内に取り込まれの軌道をとること
になる。そこで、プラズマ等の荷電粒子が存在する領域
に強磁場を形成すると、この強磁場によって荷電粒子は
円運動あるいは螺旋運動を行いながら強磁場に沿った軌
道をとることになる。そして、この強磁場によって曲げ
られた軌道の長さは、強磁場が無い場合と比較して同じ
領域において長くなる。つまり、荷電粒子を強磁場内に
置くことによって、同じ領域内に留まる荷電粒子の時間
が長くなることになる。

【００１８】したがって、強磁場をプラズマの発生して
いる部分に形成させると、プラズマ内に留まる荷電粒子
の時間が長くなって、荷電粒子によるＸ線の発生する機
会が増加し、これによってＸ線の発生効率が向上するこ
とになる。図４は、強磁場中において、螺旋運動を行い
ながら他の荷電粒子との衝突の状態を模式的に表した図
であり、強磁場中の荷電粒子は、強磁場が無い場合と比
較して他の荷電粒子と衝突する機会が増加する。

【００１９】また、図３において、プラズマ中において
放出される荷電粒子の方向は様々であるが、平均すると
荷電粒子の荷電粒子の軌道は強磁場内において螺旋運動
を行いながら強磁場Ｃの方向に進む間に変化し、強磁場
を通過した後の荷電粒子の放出分布も強磁場の方向に応
じて変化することになる。そこで、強磁場をはずれた以
後の荷電粒子の放出分布の方向をＸ線の供給対象方向か
らずらすことにより、荷電粒子の光学素子への付着を阻
止することができる。なお、Ｘ線は強磁場による影響を
受けず、そのままの軌道を維持して光学素子の方向に進
むことになる。

【００２０】したがって、前記した荷電粒子のプラズマ
内に留まる時間の長時間化によるＸ線の発生効率の向上
と、荷電粒子の放出分布の方向制御によって、Ｘ線の供
給対象へのＸ線の供給量を増加させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。（実施例１）はじめに、本発明の実施例１について図５
を用いて説明する。図５に示す実施例１の構成は、レー
ザ光と取り出すＸ線とをターゲットに対して反対側とす
る構成であり、レーザ光が照射されるターゲットの反対
側に発生するプラズマからＸ線を取り出すものである。
図において、ターゲットは薄膜状に形成されたテープ状
態のテープターゲット１であり、このテープターゲット
１の一方の側からレーザ光７を点集光あるいは線集光等
によって集光照射すると、その両側に高密度のプラズマ
６が発生する。このプラズマからはテープターゲット１
の何れの側に対しても荷電粒子８やＸ線９を放射する
が、実施例１は、レーザ光７と反対側に放出されるＸ線
を利用するものである。

【００２２】そこで、実施例１では、レーザ光７と反対
側のプラズマ６を挟むように磁石３を配置して強磁場発
生手段２を構成し、この強磁場発生手段２によって形成
される強磁場５がプラズマ６を通過するよう構成する。
そして、このプラズマ６から放出されるＸ線９（図中の
一点鎖線）は、スリット１２、及び飛散粒子阻止手段１
３を通って光学素子１０に導かれ、さらに該光学素子１
０を介して試料１１等のＸ線供給対象に照射される。こ
の飛散微粒子阻止手段１３としては、前記したようなＸ
線９が通過した後にシャッターを動作させ、低速の飛散
微粒子をこのシャッターにより阻止する高速機械シャッ
ターや、外部から前記進路中に流入したガスにより飛散
微粒子と衝突させ、飛散微粒子の軌道を変更させること
により阻止するガス流入装置を用いることができる。な
お、このスリットやシャッターは、強磁場の影響を受け
ずに飛来する中性粒子の光学素子への進入を阻止する働
きもしている。

【００２３】そして、本発明の強磁場発生手段２により
形成される強磁場５は、プラズマ６内に留まる荷電粒子
８の時間を長くして、荷電粒子８の衝突する機会を増加
させ、これによってＸ線９の発生効率を高め、また、強
磁場５をはずれた以後の荷電粒子の放出分布の方向を光
学素子１０の方向からずらすことにより、荷電粒子の光
学素子１０への付着を阻止することができる。一方、Ｘ
線９は強磁場５による影響を受けず、そのままの軌道を
維持して光学素子１０の方向に進み、さらに試料１１に
照射される。

【００２４】また、本発明の実施例においては、スリッ
ト１２、及び飛散粒子阻止手段１３は、本発明の強磁場
発生手段２と併設することにより、強磁場発生手段２に
よる荷電粒子８の放出分布方向の変更による光学素子１
０側への荷電粒子８の阻止効果を向上させる。また、こ
の実施例１では、ターゲット１に対し、レーザ光７の照
射とＸ線９の取り出し方向を異ならせることにより、レ
ーザ光７を照射するための装置と、Ｘ線を導くための装
置及び強磁場発生手段２とをターゲット１の両側配置と
することができ、装置の配置が容易になるという効果が
ある。

【００２５】次に、本発明の実施例の強磁場発生手段の
構成例について図７〜図１１を用いて説明する。（実施例の強磁場発生装置の構成例１）図７は、実施例
の強磁場発生装置の構成例１の概略図である。構成例１
は、少なくともプラズマ６の部分に磁場５（図中の破
線）が印加される構成であり、レーザ光により形成され
るプラズマ６の大きさにほぼ対応する高さの磁石３をプ
ラズマ６を挟むように配置するものである。この磁石３
の一例としては、例えば、磁極間隔が数ｍｍで強度が１
万ガウス（１テスラ）程度のものを用いることができ
る。

【００２６】図中において、磁石３により形成される磁
場５は、プラズマの形成方向、あるいはターゲット１に
対してほぼ平行であり、プラズマ内で形成された荷電粒
子８は強磁場による磁気力によって、磁場方向と直交す
る方向の力を受けて螺旋状の運動を行う（図中の実線の
矢印）。これによって、荷電粒子はプラズマ中において
留まる時間が長くなるとともに、強磁場５から放出され
る方向分布が変更される。なお、ここでは、プラズマの
発生方向は、ターゲット面に直交する方向とし、プラズ
マは該方向を軸中心としてある発生パターンを有して形
成されるものとする。また、このプラズマ中に留まる時
間や放出の分布は、照射されるレーザ光のエネルギー、
強磁場５の大きさや分布等に応じて変化するため、例え
ば、これらの関係をあらかじめ実験等により求めてお
き、所望とするＸ線、及び光学素子の配置に応じて設定
することができる。

【００２７】（実施例の強磁場発生装置の構成例２）図
８は、実施例の強磁場発生装置の構成例２の概略図であ
る。構成例２は、プラズマ６の部分、及びプラズマ６か
らある程度の距離まで強磁場５（図中の破線）が印加さ
れる構成であり、レーザ光により形成されるプラズマ６
の大きさを超える高さの磁石３をプラズマ６を挟むよう
に配置するものである。

【００２８】図中において、磁石３により形成される強
磁場５はターゲット１に対してほぼ平行であり、はじ
め、プラズマ６内で形成された荷電粒子８は強磁場によ
る磁気力によって、磁場方向と直交する方向の力を受け
て螺旋状の運動を行う。その後、プラズマ６から放出さ
れて強磁場５のみの領域に達すると、この領域ではプラ
ズマの自由膨張による荷電粒子に対する加速度はなくな
り、保持する速度は初速度分だけとなる。そのため、荷
電粒子は、この領域では強磁場５の方向に沿った螺旋運
動を行い、荷電粒子の衝突が無い限り強磁場５内に閉じ
込められることになる（図中の実線の矢印）。この磁場
のみの部分の大きさは、形成されるプラズマの体積や強
磁場の強さに応じて設定することができる。したがっ
て、この構成例２では、強磁場内に閉じ込められる荷電
粒子の割合が増えて、光学素子１０側に放出される荷電
粒子の割合が減少するという効果がある。

【００２９】（実施例の強磁場発生装置の構成例３）図
９は、実施例の強磁場発生装置の構成例３の概略図であ
る。構成例３は、図中の破線で示すように強磁場の磁束
の方向をプラズマの形成方向あるいはターゲット１の方
向に対して傾斜を設けて形成するものである。この強磁
場を形成するために、構成例３では、一方の磁石をター
ゲットの一方の側にその磁極がターゲット面と直交する
方向に配置し、また、他方の磁石をターゲットの他方の
側にその磁極がターゲット面と平行する方向に配置す
る。

【００３０】図中において、磁石３により形成される強
磁場５はターゲット１の面、あるいはプラズマの形成方
向に対して角度を有して傾斜した状態で形成される。こ
の磁場の傾斜により、プラズマから放出される荷電粒子
は、平均すると両磁石の方向に螺旋運動を行いながら進
むことになる（図中の実線の矢印）。したがって、この
構成例３では、強磁場５から放出される荷電粒子を両磁
石側に偏った分布とすることができるという効果があ
る。

【００３１】（実施例の強磁場発生装置の構成例４）図
１０は、実施例の強磁場発生装置の構成例４の概略図で
ある。構成例４は、ターゲット１の面に対して直交する
方向で、プラズマの形成方向と同軸方向に強磁場５（図
中の破線）を形成する構成であり、レーザ光により形成
されるプラズマ６を挟み、その一方の磁極がターゲット
１面に対向するように配置するものである。

【００３２】図中において、磁石３により形成される強
磁場５はターゲット１の面に対してほぼ垂直である。プ
ラズマ６内で形成された荷電粒子８の内、強磁場５と同
方向の速度を持つものは強磁場５の影響を受けずにその
まま進行し、強磁場５の方向とずれた方向に速度成分を
持つものは強磁場５の影響を受け、強磁場による磁気力
によって、磁場方向と直交する方向の力を受けて螺旋状
の運動を行いながら、強磁場５の磁束方向に沿って進
み、荷電粒子の衝突が無い限り強磁場５内に閉じ込めら
れることになる（図中の実線の矢印）。強磁場５と同方
向の速度を持つ荷電粒子８は強磁場５の影響を受けずそ
のまま進むため、例えば、プラズマ部分を通る磁束方向
の延長上に遮蔽物１４を配置することによって、この荷
電粒子８の外方向への放出を防止することができる。

【００３３】したがって、この構成例４では、プラズマ
からの荷電粒子の放出量が減少するという効果がある。

【００３４】（実施例の強磁場発生装置の構成例５）図
１１は、実施例の強磁場発生手段の構成例５の概略図で
ある。構成例５は、強磁場発生手段の発生する磁場の中
央にターゲットを配置するものであり、これによって、
レーザプラズマに対して均一でかつ高磁場の磁場印加を
行うものである。

【００３５】この磁場中央へのターゲットの配置は、極
性の異なる２つの磁石を対向配置し、その磁石の間隙の
中央部分にターゲットを配置する構成によって実施する
ことができる。図において、極性の異なる２つの磁石５
を間隔を置けて配置し、その磁石の間に形成される磁場
の中央にターゲット１を配置する。この磁石配置におけ
る磁場の強度は、ターゲット１が配置された中央部にお
いて最大となる。つまり、ターゲット１の近傍に発生す
るレーザプラズマには、最大強度の磁場が印加されるこ
とになる。したがって、レーザプラズマに対して均一で
かつ高磁場を印加させることができ、レーザプラズマの
閉じ込め及び荷電粒子の軌道制御をより効果的に行うこ
とができる。

【００３６】なお、前記実施例の強磁場発生装置の構成
例２〜構成例５において、使用する磁石３の一例として
は、例えば、磁極間隔が数ｍｍで強度が１万ガウス（１
テスラ）のものを用いることができる。また、このプラ
ズマ中に留まる時間や放出の分布を、照射されるレーザ
光のエネルギー、強磁場５の大きさや分布等に応じてあ
らかじめ実験等により求めておき、この関係を基にして
所望とするＸ線、及び光学素子の配置に応じて設定する
ことができる。

【００３７】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて図６を用いて説明する。図６に示す実施例２の構成
は、レーザ光と取り出すＸ線とをターゲットに対して同
一側とする構成であり、レーザ光が照射されるターゲッ
トの反対側に発生するプラズマからＸ線を取り出すもの
であり、前記した実施例１とほぼ同様の構成であり、タ
ーゲットの同一側にレーザ光を照射する装置と、Ｘ線を
取り出す装置を設ける点で相違している。図６におい
て、テープターゲット１の一方の側からレーザ光７を集
光照射してプラズマを形成すると、レーザ光７と同一の
側に荷電粒子８やＸ線９が放射される。実施例２は、こ
のレーザ光７と同一側に放出されるＸ線を利用するもの
である。この実施例２においても、前記した強磁場発生
手段の構成例を適用することができる。また、前記実施
例において、強磁場発生手段に使用する磁石として、永
久磁石の他に電磁石を使用することができ、これによっ
て、強磁場の強度、あるいは強磁場の磁束分布を変更し
て、荷電粒子がプラズマ中に留まる時間を制御したり、
荷電粒子の放出分布を変更したりすることができる。さ
らに、前記実施例においてはターゲットとしてテープタ
ーゲットを使用しているが、平面ターゲットや円筒ター
ゲット等を使用することもできる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｘ線の供給対象へのＸ線の供給量を容易に増加させるこ
とができるＸ線発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線発生装置を説明する構成図であ
る。

【図２】強磁場内の荷電粒子の軌道を説明する図であ
る。

【図３】強磁場内の荷電粒子の軌道を説明する図であ
る。

【図４】荷電粒子との衝突の状態を示す模式図である。

【図５】本発明のＸ線発生装置の第１の実施例を示す概
略図である。

【図６】本発明のＸ線発生装置の第２の実施例を示す概
略図である。

【図７】本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の第１
の構成例の概略図である。

【図８】本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の第２
の構成例の概略図である。

【図９】本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の第３
の構成例の概略図である。

【図１０】本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の第
４の構成例の概略図である。

【図１１】本発明のＸ線発生装置の強磁場発生手段の第
５の構成例の概略図である。

【図１２】従来のＸ線発生装置の概略図である。

【符号の説明】

１…ターゲット、２…強磁場発生手段、３…磁石、４…
強磁場、６…プラズマ、７…レーザ光、８…荷電粒子、
９…Ｘ線、１０…光学素子、１１…Ｘ線供給対象、１２
…スリット、１３…飛散粒子阻止手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青柳克信埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内 (72)発明者広瀬秀男京都市中京区西ノ京桑原町１株式会社島津製作所三条工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空中でターゲットにレーザビームを集
光照射して生成されるレーザプラズマによりＸ線を発生
させるＸ線発生装置において、レーザプラズマによって
形成される荷電粒子に対して磁場を印加する強磁場発生
手段を備え、該磁場は荷電粒子の軌道を曲げ、磁場内に
閉じ込める磁気力を発生することを特徴とするＸ線発生
装置。
【請求項２】真空中でターゲットにレーザビームを集
光照射して生成されるレーザプラズマ中より放出される
Ｘ線を、レーザ照射側とターゲット面に対して少なくと
も一方の側から取り出すＸ線発生装置において、前記レ
ーザープラズマの近傍において、ターゲット面と略平行
である磁場成分を生成し、該磁場成分はレーザプラズマ
中の荷電粒子に直接作用して荷電粒子の軌道を曲げて磁
場内に閉じ込める磁気力を発生する磁場発生手段を、レ
ーザプラズマに接近して配置することを特徴とするＸ線
発生装置。
【請求項３】真空中でターゲットにレーザビームを集
光照射して生成されるレーザプラズマ中より放出される
Ｘ線を、レーザ照射側とターゲット面に対して少なくと
も一方の側から取り出すＸ線発生装置において、前記レ
ーザープラズマの近傍において、ターゲット面と略垂直
である磁場成分を生成し、該磁場成分はレーザプラズマ
中の荷電粒子に直接作用して荷電粒子の軌道を曲げて磁
場内に閉じ込める磁気力を発生する磁場発生手段を、レ
ーザプラズマに接近して配置することを特徴とするＸ線
発生装置。