JPH08248194A - 多層膜反射鏡 - Google Patents
多層膜反射鏡Info
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- JPH08248194A JPH08248194A JP7047047A JP4704795A JPH08248194A JP H08248194 A JPH08248194 A JP H08248194A JP 7047047 A JP7047047 A JP 7047047A JP 4704795 A JP4704795 A JP 4704795A JP H08248194 A JPH08248194 A JP H08248194A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軟Ｘ線領域において、特に波長28.42 ｎｍの
鉄の輝線スペクトル（Ｆｅ ＸＶ）に対して、高い反射
率と波長分解能を有する多層膜反射鏡を提供すること。 【構成】 軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率との差
が小さい物質の第１層（３）と大きい物質の第２層
（２）とを基板（１）上に交互に積層してなる多層膜反
射鏡において、前記屈折率の差が小さい物質としてＡｌ
またはＭｇを用い、前記屈折率の差が大きい物質として
Ｓｉ、ＳｉＣまたはＳｉＮを用いたことを特徴とする多
層膜反射鏡。
鉄の輝線スペクトル（Ｆｅ ＸＶ）に対して、高い反射
率と波長分解能を有する多層膜反射鏡を提供すること。 【構成】 軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率との差
が小さい物質の第１層（３）と大きい物質の第２層
（２）とを基板（１）上に交互に積層してなる多層膜反
射鏡において、前記屈折率の差が小さい物質としてＡｌ
またはＭｇを用い、前記屈折率の差が大きい物質として
Ｓｉ、ＳｉＣまたはＳｉＮを用いたことを特徴とする多
層膜反射鏡。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟Ｘ線領域で用いられ
る多層膜反射鏡、特にＸ線望遠鏡に好適な多層膜反射鏡
に関するものである。
る多層膜反射鏡、特にＸ線望遠鏡に好適な多層膜反射鏡
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線領域における物質の複素屈折率は、
ｎ＝１−δ−ｉｋ（δ、ｋ：実数、ｋはＸ線の吸収を示
す）で表され、δ、ｋとも１に比べて非常に小さい。そ
のためＸ線領域では可視光領域のような屈折を利用した
レンズは利用できない。そこで、反射を利用した光学系
が用いられる。しかし、全反射臨界角θｃ（波長１０ｎ
ｍで２０゜程度以下）よりも垂直に近い入射角では反射
率が非常に小さいので、界面の振幅反射率がなるべく高
い物質の組み合わせを何層も積層することにより、反射
面を多数（例えば数百層も）設けて、それぞれの反射波
の位相が合うように、光学干渉理論に基づいて各層の厚
さを調整した多層膜反射鏡が用いられる。
ｎ＝１−δ−ｉｋ（δ、ｋ：実数、ｋはＸ線の吸収を示
す）で表され、δ、ｋとも１に比べて非常に小さい。そ
のためＸ線領域では可視光領域のような屈折を利用した
レンズは利用できない。そこで、反射を利用した光学系
が用いられる。しかし、全反射臨界角θｃ（波長１０ｎ
ｍで２０゜程度以下）よりも垂直に近い入射角では反射
率が非常に小さいので、界面の振幅反射率がなるべく高
い物質の組み合わせを何層も積層することにより、反射
面を多数（例えば数百層も）設けて、それぞれの反射波
の位相が合うように、光学干渉理論に基づいて各層の厚
さを調整した多層膜反射鏡が用いられる。
【０００３】より具体的に説明すれば、多層膜反射鏡は
使用するＸ線波長における屈折率と真空の屈折率（＝
１）との差が小さい物質層（第１層）と、差の大きい物
質層（第２層）とを交互に多数積層することによって得
られる。その代表例として、Ｗ（タングステン）／Ｃ
（炭素）、Ｍｏ（モリブデン）／Ｓｉ（シリコン）など
の組み合わせが従来から知られており、スパッタリン
グ、真空蒸着、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの薄膜形成技術によって
形成されている。
使用するＸ線波長における屈折率と真空の屈折率（＝
１）との差が小さい物質層（第１層）と、差の大きい物
質層（第２層）とを交互に多数積層することによって得
られる。その代表例として、Ｗ（タングステン）／Ｃ
（炭素）、Ｍｏ（モリブデン）／Ｓｉ（シリコン）など
の組み合わせが従来から知られており、スパッタリン
グ、真空蒸着、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの薄膜形成技術によって
形成されている。
【０００４】多層膜反射鏡は、Ｘ線を垂直に反射するこ
とも可能なので、全反射を利用した斜入射光学系よりも
収差の小さい光学系を構成することができる。また、多
層膜反射鏡はブラッグの式：２ｄｓｉｎθ＝ｍλ（ｄ：
多層膜の周期長、θ：斜入射角、λ：Ｘ線の波長、ｍ：
正の整数）を満たすときのみＸ線を強く反射するので波
長選択性を有する。なお、ｄは前記屈折率の差が小さい
物質層と大きい物質層を各１層ずつ積層した積層体の層
厚（膜厚）に相当する。
とも可能なので、全反射を利用した斜入射光学系よりも
収差の小さい光学系を構成することができる。また、多
層膜反射鏡はブラッグの式：２ｄｓｉｎθ＝ｍλ（ｄ：
多層膜の周期長、θ：斜入射角、λ：Ｘ線の波長、ｍ：
正の整数）を満たすときのみＸ線を強く反射するので波
長選択性を有する。なお、ｄは前記屈折率の差が小さい
物質層と大きい物質層を各１層ずつ積層した積層体の層
厚（膜厚）に相当する。
【０００５】近年、Ｘ線望遠鏡を宇宙空間に設置して天
体のＸ線像を観測する、いわゆるＸ線天文学分野の研究
が盛んに行われるようになった。我国でも、これまでに
「ようこう」、「あすか」と名付けられた人工衛星にＸ
線望遠鏡が搭載され、太陽等の天体からのＸ線の観測が
行われている。
体のＸ線像を観測する、いわゆるＸ線天文学分野の研究
が盛んに行われるようになった。我国でも、これまでに
「ようこう」、「あすか」と名付けられた人工衛星にＸ
線望遠鏡が搭載され、太陽等の天体からのＸ線の観測が
行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの人工
衛星に搭載されたＸ線望遠鏡は、全反射を利用した斜入
射光学系によるものであり、斜入射光学系には波長選択
性がないことと、収差が大きいために解像力が悪いとい
う問題点があった。例えば、太陽フレアで生成される高
温プラズマやコロナの観測においては、ある特定の温度
領域の画像を得ることが望まれており、そのために多層
膜反射鏡を用いたＸ線望遠鏡が開発されつつある。
衛星に搭載されたＸ線望遠鏡は、全反射を利用した斜入
射光学系によるものであり、斜入射光学系には波長選択
性がないことと、収差が大きいために解像力が悪いとい
う問題点があった。例えば、太陽フレアで生成される高
温プラズマやコロナの観測においては、ある特定の温度
領域の画像を得ることが望まれており、そのために多層
膜反射鏡を用いたＸ線望遠鏡が開発されつつある。
【０００７】観測対象の温度は、そこから発生するＸ線
の波長により知ることができるので多層膜光学系により
特定波長のＸ線のみの画像を観測すれば、特定の温度分
布のみを抽出して観測することができることになる。具
体的には、鉄の輝線スペクトル（Ｆｅ ＸＶ）の28.42
ｎｍの波長が重要である。この波長は２００万℃の温度
に相当する。
の波長により知ることができるので多層膜光学系により
特定波長のＸ線のみの画像を観測すれば、特定の温度分
布のみを抽出して観測することができることになる。具
体的には、鉄の輝線スペクトル（Ｆｅ ＸＶ）の28.42
ｎｍの波長が重要である。この波長は２００万℃の温度
に相当する。
【０００８】このような用途に使用する多層膜反射鏡に
は一般に、垂直入射で１５％程度以上の反射率と２０程
度以上の波長分解能が好ましい値として要求される。波
長分解能とは、波長に対する反射率のカーブを描いた際
のピーク波長をλ、ピークの半値幅をΔλとしてλ／Δ
λで定義される量である。多層膜反射鏡の反射率と波長
分解能は、いずれも積層回数（積層数）を増やすと増加
するが、ある積層数に到達すると、それ以上は増加しな
くなり飽和する。これは、多層膜を構成する物質の吸収
のために基板近傍の層が反射に寄与しなくなるためであ
る。
は一般に、垂直入射で１５％程度以上の反射率と２０程
度以上の波長分解能が好ましい値として要求される。波
長分解能とは、波長に対する反射率のカーブを描いた際
のピーク波長をλ、ピークの半値幅をΔλとしてλ／Δ
λで定義される量である。多層膜反射鏡の反射率と波長
分解能は、いずれも積層回数（積層数）を増やすと増加
するが、ある積層数に到達すると、それ以上は増加しな
くなり飽和する。これは、多層膜を構成する物質の吸収
のために基板近傍の層が反射に寄与しなくなるためであ
る。
【０００９】多層膜の周期長（ｄ）は、使用波長と光学
系に依存する入射角が決まれば、前記ブラッグの式によ
り決まってしまうが、この場合でも多層膜の周期長に対
する重原子層（前記屈折率の差が大きい物質の層）の層
厚比（Γ）または各層（第１層と第２層）の層厚比には
自由度がある。Γに対する反射率と波長分解能の振る舞
いは異なっており、図２に示すように反射率は上に凸、
波長分解能は下に凸の各曲線を描く。したがって、適切
なΓの値を選択することによって、反射率と波長分解能
とを両立させた多層膜反射鏡を得ることができる。
系に依存する入射角が決まれば、前記ブラッグの式によ
り決まってしまうが、この場合でも多層膜の周期長に対
する重原子層（前記屈折率の差が大きい物質の層）の層
厚比（Γ）または各層（第１層と第２層）の層厚比には
自由度がある。Γに対する反射率と波長分解能の振る舞
いは異なっており、図２に示すように反射率は上に凸、
波長分解能は下に凸の各曲線を描く。したがって、適切
なΓの値を選択することによって、反射率と波長分解能
とを両立させた多層膜反射鏡を得ることができる。
【００１０】しかしながら、前記従来の材料層からなる
多層膜反射鏡では、軟Ｘ線領域において、十分な反射率
と波長分解能が得られないという問題点があった。例え
ば、従来から知られているＭｏ／Ｓｉ多層膜では、図２
に示すように反射率は２５％程度得られるが、波長分解
能は１０程度の低い値しか得ることができない。本発明
は、このような問題点に鑑みて成されたものであり、軟
Ｘ線領域において、特に波長28.42 ｎｍの鉄の輝線スペ
クトル（Ｆｅ ＸＶ）に対して、高い反射率と波長分解
能を有する多層膜反射鏡を提供することを目的とする。
多層膜反射鏡では、軟Ｘ線領域において、十分な反射率
と波長分解能が得られないという問題点があった。例え
ば、従来から知られているＭｏ／Ｓｉ多層膜では、図２
に示すように反射率は２５％程度得られるが、波長分解
能は１０程度の低い値しか得ることができない。本発明
は、このような問題点に鑑みて成されたものであり、軟
Ｘ線領域において、特に波長28.42 ｎｍの鉄の輝線スペ
クトル（Ｆｅ ＸＶ）に対して、高い反射率と波長分解
能を有する多層膜反射鏡を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】したがって、上記目的を
達成する為に本発明では、第一に「軟Ｘ線領域での屈折
率と真空の屈折率との差が小さい物質の第１層と大きい
物質の第２層とを基板上に交互に積層してなる多層膜反
射鏡において、前記屈折率の差が小さい物質としてＡｌ
またはＭｇを用い、前記屈折率の差が大きい物質として
Ｓｉ、ＳｉＣまたはＳｉＮを用いたことを特徴とする多
層膜反射鏡（請求項１）」を提供する。
達成する為に本発明では、第一に「軟Ｘ線領域での屈折
率と真空の屈折率との差が小さい物質の第１層と大きい
物質の第２層とを基板上に交互に積層してなる多層膜反
射鏡において、前記屈折率の差が小さい物質としてＡｌ
またはＭｇを用い、前記屈折率の差が大きい物質として
Ｓｉ、ＳｉＣまたはＳｉＮを用いたことを特徴とする多
層膜反射鏡（請求項１）」を提供する。
【００１２】また、本発明では第二に「前記積層の回数
を反射率が飽和する値にしたことを特徴とする請求項１
記載の多層膜反射鏡（請求項２）」を提供する。また、
本発明では第三に「前記第１層と前記第２層を一層ずつ
積層した積層体の層厚に相当する前記積層の周期長、及
び前記第１層と前記第２層との層厚比を反射率の中心波
長が28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍになる値の組み合わ
せにしたことを特徴とする請求項１または２記載の多層
膜反射鏡（請求項３）」を提供する。
を反射率が飽和する値にしたことを特徴とする請求項１
記載の多層膜反射鏡（請求項２）」を提供する。また、
本発明では第三に「前記第１層と前記第２層を一層ずつ
積層した積層体の層厚に相当する前記積層の周期長、及
び前記第１層と前記第２層との層厚比を反射率の中心波
長が28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍになる値の組み合わ
せにしたことを特徴とする請求項１または２記載の多層
膜反射鏡（請求項３）」を提供する。
【００１３】
【作用】多層膜反射鏡の反射率と波長分解能を高めるた
めには、使用する材料の選択が最も重要である。波長分
解能は、反射率が飽和するまでは多層膜の積層回数（積
層数）に比例して増加するので、これを高めるためには
多数の層を積層しても反射率が飽和しないように、吸収
の小さい物質の組み合わせを用いるのがよい。すなわ
ち、複素屈折率ｎ＝１−δ−ｉｋの虚部ｋ（物質の吸収
の大きさを表す量）の値が小さい物質を用いるのがよ
い。
めには、使用する材料の選択が最も重要である。波長分
解能は、反射率が飽和するまでは多層膜の積層回数（積
層数）に比例して増加するので、これを高めるためには
多数の層を積層しても反射率が飽和しないように、吸収
の小さい物質の組み合わせを用いるのがよい。すなわ
ち、複素屈折率ｎ＝１−δ−ｉｋの虚部ｋ（物質の吸収
の大きさを表す量）の値が小さい物質を用いるのがよ
い。
【００１４】一方、高い反射率を得るためには、各界面
での反射率が高くなるような材料を用いるのがよい。垂
直入射の場合における多層膜界面での振幅反射率ｒは、
フレネルの式より、多層膜を構成する二つの物質の屈折
率をそれぞれｎ1 、ｎ2 として次式で与えられる。 ｒ＝（ｎ2 −ｎ1 ）／（ｎ2 ＋ｎ1 ） ＝｛（δ1-δ2+ｉ（ｋ1 −ｋ2 ）｝／｛（δ1+δ2+ｉ（ｋ1+ｋ2 ）｝ ここではｋの小さい物質（吸収が小さい物質）を用いる
ので、δ》ｋとなり、前式は次式のように近似すること
ができる。
での反射率が高くなるような材料を用いるのがよい。垂
直入射の場合における多層膜界面での振幅反射率ｒは、
フレネルの式より、多層膜を構成する二つの物質の屈折
率をそれぞれｎ1 、ｎ2 として次式で与えられる。 ｒ＝（ｎ2 −ｎ1 ）／（ｎ2 ＋ｎ1 ） ＝｛（δ1-δ2+ｉ（ｋ1 −ｋ2 ）｝／｛（δ1+δ2+ｉ（ｋ1+ｋ2 ）｝ ここではｋの小さい物質（吸収が小さい物質）を用いる
ので、δ》ｋとなり、前式は次式のように近似すること
ができる。
【００１５】ｒ＝（δ1 −δ2 ）／（δ1 ＋δ2 ） 従って、多層膜界面での反射率を高くするためには、δ
の差の大きい物質の組み合わせを用いるのがよい。そこ
で前記２条件（ｋが小さい物質、δの差の大きい物質の
組み合わせを考慮して多数の物質の組み合わせを検討し
た結果、（前記屈折率の差が小さい物質／前記屈折率の
差が大きい物質）の組み合わせとして、ＡｌとＳｉ、
ＳｉＣ、またはＳｉＮの各組み合わせ、ＭｇとＳｉ、
ＳｉＣ、またはＳｉＮの各組み合わせ、が軟Ｘ線領域に
おいて、特に波長28.42 ｎｍの鉄の輝線スペクトル（Ｆ
ｅＸＶ）に対して高い反射率と波長分解能を有する多層
膜反射鏡を作製する上で好ましいことが判った。
の差の大きい物質の組み合わせを用いるのがよい。そこ
で前記２条件（ｋが小さい物質、δの差の大きい物質の
組み合わせを考慮して多数の物質の組み合わせを検討し
た結果、（前記屈折率の差が小さい物質／前記屈折率の
差が大きい物質）の組み合わせとして、ＡｌとＳｉ、
ＳｉＣ、またはＳｉＮの各組み合わせ、ＭｇとＳｉ、
ＳｉＣ、またはＳｉＮの各組み合わせ、が軟Ｘ線領域に
おいて、特に波長28.42 ｎｍの鉄の輝線スペクトル（Ｆ
ｅＸＶ）に対して高い反射率と波長分解能を有する多層
膜反射鏡を作製する上で好ましいことが判った。
【００１６】そして、この中でも後記の実施例にかかる
組み合わせが特に好ましいことがわかった。また、多層
膜反射鏡の反射率と波長分解能の両方を高めるために
は、反射率の値が飽和するまで積層回数を多くすること
が好ましい。さらに、多層膜反射鏡の反射率の中心波長
を28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍにするために、積層の
周期長と前記層厚比の各値の組み合わせを選択すること
が好ましい。
組み合わせが特に好ましいことがわかった。また、多層
膜反射鏡の反射率と波長分解能の両方を高めるために
は、反射率の値が飽和するまで積層回数を多くすること
が好ましい。さらに、多層膜反射鏡の反射率の中心波長
を28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍにするために、積層の
周期長と前記層厚比の各値の組み合わせを選択すること
が好ましい。
【００１７】図２は本発明にかかる組み合わせのＳｉＣ
／Ａｌ多層膜（周期長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）と
従来から知られている組み合わせのＭｏ／Ｓｉ多層膜
（周期長15.2ｎｍ、積層５０ペア）の反射率と波長分解
能（λ／Δλ）をΓに対して描いた曲線（計算値）を示
す。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜ではΓ0.2 のときに反射率２５％
であるが、波長分解能は１０となり十分ではない。しか
し、本発明にかかるＳｉＣ／Ａｌ多層膜を用いるとΓ0.
1 のときに反射率１８％、波長分解能４２となり、Γ0.
2 のときに反射率３２％、波長分解能３３となるので、
Ｘ線望遠鏡に用いる多層膜反射鏡として十分な性能を得
ることができる。
／Ａｌ多層膜（周期長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）と
従来から知られている組み合わせのＭｏ／Ｓｉ多層膜
（周期長15.2ｎｍ、積層５０ペア）の反射率と波長分解
能（λ／Δλ）をΓに対して描いた曲線（計算値）を示
す。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜ではΓ0.2 のときに反射率２５％
であるが、波長分解能は１０となり十分ではない。しか
し、本発明にかかるＳｉＣ／Ａｌ多層膜を用いるとΓ0.
1 のときに反射率１８％、波長分解能４２となり、Γ0.
2 のときに反射率３２％、波長分解能３３となるので、
Ｘ線望遠鏡に用いる多層膜反射鏡として十分な性能を得
ることができる。
【００１８】なお、計算値のみならず実際に作製した各
多層膜の実測値においても、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜（周期長
15.2ｎｍ、積層数５０ペア）ではＸ線望遠鏡に用いる多
層膜反射鏡として十分な反射率及び波長分解能は得られ
なかった（反射率１５％、波長分解能９）。一方本発明
にかかる多層膜（一例、ＳｉＣ／Ａｌ、周期長14.8ｎ
ｍ、積層数１００ペア）を用いると、計算値のみならず
実測値においても、Ｘ線望遠鏡に用いる多層膜反射鏡と
して十分な反射率及び波長分解能を得た（反射率２５
％、波長分解能３１）。
多層膜の実測値においても、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜（周期長
15.2ｎｍ、積層数５０ペア）ではＸ線望遠鏡に用いる多
層膜反射鏡として十分な反射率及び波長分解能は得られ
なかった（反射率１５％、波長分解能９）。一方本発明
にかかる多層膜（一例、ＳｉＣ／Ａｌ、周期長14.8ｎ
ｍ、積層数１００ペア）を用いると、計算値のみならず
実測値においても、Ｘ線望遠鏡に用いる多層膜反射鏡と
して十分な反射率及び波長分解能を得た（反射率２５
％、波長分解能３１）。
【００１９】以下、実施例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００２０】
【実施例１】本実施例では、重原子層としてＳｉＣ、軽
原子層としてＡｌを用いた。基板１には鏡面研磨した合
成石英を用いた。ＳｉＣとＡｌの各ターゲットを用い
て、イオンビームスパッタリングにより、基板１上にＡ
ｌ層３とＳｉＣ層２を交互に積層して多層膜を作製し
た。ＳｉＣ／Ａｌ多層膜の周期長は14.8ｎｍ、Γは0.2
、積層数は１００ペアとした。図１にその断面図を示
す（図中では多層膜の層数は実際よりも少なく描いてあ
る）。
原子層としてＡｌを用いた。基板１には鏡面研磨した合
成石英を用いた。ＳｉＣとＡｌの各ターゲットを用い
て、イオンビームスパッタリングにより、基板１上にＡ
ｌ層３とＳｉＣ層２を交互に積層して多層膜を作製し
た。ＳｉＣ／Ａｌ多層膜の周期長は14.8ｎｍ、Γは0.2
、積層数は１００ペアとした。図１にその断面図を示
す（図中では多層膜の層数は実際よりも少なく描いてあ
る）。
【００２１】本実施例にかかるＳｉＣ／Ａｌ多層膜（周
期長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対
して描いた曲線（計算値）を図３に示す。波長28.42 ｎ
ｍにおける反射率は約３２％であり、波長分解能は約３
３であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射
率を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用い
る多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得
られた（反射率２６％、波長分解能３１）。
期長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対
して描いた曲線（計算値）を図３に示す。波長28.42 ｎ
ｍにおける反射率は約３２％であり、波長分解能は約３
３であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射
率を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用い
る多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得
られた（反射率２６％、波長分解能３１）。
【００２２】
【実施例２】本実施例では、重原子層としてＳｉ、軽原
子層としてＡｌを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＳｉとＡｌの各ターゲットを用いて、イ
オンビームスパッタリングにより、基板１上にＡｌ層３
とＳｉ層２を交互に積層して多層膜を作製した。Ｓｉ／
Ａｌ多層膜の周期長は14.8ｎｍ、Γは0.5 、積層数は１
００ペアとした。図１にその断面図を示す（図中では多
層膜の層数は実際よりも少なく描いてある）。
子層としてＡｌを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＳｉとＡｌの各ターゲットを用いて、イ
オンビームスパッタリングにより、基板１上にＡｌ層３
とＳｉ層２を交互に積層して多層膜を作製した。Ｓｉ／
Ａｌ多層膜の周期長は14.8ｎｍ、Γは0.5 、積層数は１
００ペアとした。図１にその断面図を示す（図中では多
層膜の層数は実際よりも少なく描いてある）。
【００２３】本実施例にかかるＳｉ／Ａｌ多層膜（周期
長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対し
て描いた曲線（計算値）を図４に示す。波長28.42 ｎｍ
における反射率は約１９％であり、波長分解能は約５０
であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射率
を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用いる
多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得ら
れた（反射率１６％、波長分解能４８）。
長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対し
て描いた曲線（計算値）を図４に示す。波長28.42 ｎｍ
における反射率は約１９％であり、波長分解能は約５０
であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射率
を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用いる
多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得ら
れた（反射率１６％、波長分解能４８）。
【００２４】
【実施例３】本実施例では、重原子層としてＳｉＮ、軽
原子層としてＡｌを用いた。基板１には鏡面研磨した合
成石英を用いた。ＳｉＮとＡｌの各ターゲットを用い
て、イオンビームスパッタリングにより、基板１上にＡ
ｌ層３とＳｉＮ層２を交互に積層して多層膜を作製し
た。ＳｉＮ／Ａｌ多層膜の周期長は14.8ｎｍ、Γは0.1
、積層数は１００ペアとした。図１にその断面図を示
す（図中では多層膜の層数は実際よりも少なく描いてあ
る）。
原子層としてＡｌを用いた。基板１には鏡面研磨した合
成石英を用いた。ＳｉＮとＡｌの各ターゲットを用い
て、イオンビームスパッタリングにより、基板１上にＡ
ｌ層３とＳｉＮ層２を交互に積層して多層膜を作製し
た。ＳｉＮ／Ａｌ多層膜の周期長は14.8ｎｍ、Γは0.1
、積層数は１００ペアとした。図１にその断面図を示
す（図中では多層膜の層数は実際よりも少なく描いてあ
る）。
【００２５】本実施例にかかるＳｉＮ／Ａｌ多層膜（周
期長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対
して描いた曲線（計算値）を図５に示す。波長28.42 ｎ
ｍにおける反射率は約１８％であり、波長分解能は約３
４であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射
率を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用い
る多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得
られた（反射率１５％、波長分解能３１）。
期長14.8ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対
して描いた曲線（計算値）を図５に示す。波長28.42 ｎ
ｍにおける反射率は約１８％であり、波長分解能は約３
４であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射
率を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用い
る多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得
られた（反射率１５％、波長分解能３１）。
【００２６】
【実施例４】本実施例では、重原子層としてＳｉ、軽原
子層としてＭｇを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＳｉとＭｇの各ターゲットを用いて、イ
オンビームスパッタリングにより、基板１上にＭｇ層３
とＳｉ層２を交互に積層して多層膜を作製した。Ｓｉ／
Ｍｇ多層膜の周期長は14.4ｎｍ、Γは0.2 、積層数は１
００ペアとした。図１にその断面図を示す（図中では多
層膜の層数は実際よりも少なく描いてある）。
子層としてＭｇを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＳｉとＭｇの各ターゲットを用いて、イ
オンビームスパッタリングにより、基板１上にＭｇ層３
とＳｉ層２を交互に積層して多層膜を作製した。Ｓｉ／
Ｍｇ多層膜の周期長は14.4ｎｍ、Γは0.2 、積層数は１
００ペアとした。図１にその断面図を示す（図中では多
層膜の層数は実際よりも少なく描いてある）。
【００２７】本実施例にかかるＳｉ／Ｍｇ多層膜（周期
長14.4ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対し
て描いた曲線（計算値）を図６に示す。波長28.42 ｎｍ
における反射率は約５１％であり、波長分解能は約４４
であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射率
を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用いる
多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得ら
れた（反射率４２％、波長分解能４１）。
長14.4ｎｍ、積層数１００ペア）の反射率を波長に対し
て描いた曲線（計算値）を図６に示す。波長28.42 ｎｍ
における反射率は約５１％であり、波長分解能は約４４
であるまた、作製した多層膜の垂直入射の軟Ｘ線反射率
を放射光を用いて実測したところ、Ｘ線望遠鏡に用いる
多層膜反射鏡として充分な反射率及び波長分解能が得ら
れた（反射率４２％、波長分解能４１）。
【００２８】以上の実施例では、積層の回数を多層膜反
射鏡の反射率が飽和する値とし、また反射率の中心波長
が28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍになるように、積層の
周期長と層厚比の各値の組み合わせを選択した。
射鏡の反射率が飽和する値とし、また反射率の中心波長
が28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍになるように、積層の
周期長と層厚比の各値の組み合わせを選択した。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる多層膜反
射鏡は、軟Ｘ線領域において、特に太陽からのＸ線観測
において重要な波長28.42 ｎｍの鉄の輝線スペクトル
（ＦｅＸＶ）に対して、高い反射率と高波長分解能の両
方を有する。従って、本発明にかかる多層膜反射鏡をＸ
線望遠鏡に用いると、その性能を著しく向上させること
ができる。
射鏡は、軟Ｘ線領域において、特に太陽からのＸ線観測
において重要な波長28.42 ｎｍの鉄の輝線スペクトル
（ＦｅＸＶ）に対して、高い反射率と高波長分解能の両
方を有する。従って、本発明にかかる多層膜反射鏡をＸ
線望遠鏡に用いると、その性能を著しく向上させること
ができる。
【図１】本発明にかかる多層膜反射鏡（一例）の概略断
面図である。
面図である。
【図２】本発明にかかる多層膜反射鏡（一例、ＳｉＣ／
Ａｌ）と従来の多層膜反射鏡（一例、Ｍｏ／Ｓｉ）の反
射率と波長分解能を比較した図である。
Ａｌ）と従来の多層膜反射鏡（一例、Ｍｏ／Ｓｉ）の反
射率と波長分解能を比較した図である。
【図３】実施例１のＳｉＣ／Ａｌ多層膜の軟Ｘ線領域に
おける反射率（計算値）を示す図である。
おける反射率（計算値）を示す図である。
【図４】実施例２のＳｉ／Ａｌ多層膜の軟Ｘ線領域にお
ける反射率（計算値）を示す図である。
ける反射率（計算値）を示す図である。
【図５】実施例３のＳｉＮ／Ａｌ多層膜の軟Ｘ線領域に
おける反射率（計算値）を示す図である。
おける反射率（計算値）を示す図である。
【図６】実施例４のＳｉ／Ｍｇ多層膜の軟Ｘ線領域にお
ける反射率（計算値）を示す図である。
ける反射率（計算値）を示す図である。
１・・・基板 ２・・・重原子層（軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折
率との差が大きい物質の層） ３・・・軽原子層（軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折
率との差が小さい物質の層） 以 上
率との差が大きい物質の層） ３・・・軽原子層（軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折
率との差が小さい物質の層） 以 上
Claims (3)
- 【請求項１】 軟Ｘ線領域での屈折率と真空の屈折率と
の差が小さい物質の第１層と大きい物質の第２層とを基
板上に交互に積層してなる多層膜反射鏡において、 前記屈折率の差が小さい物質としてＡｌまたはＭｇを用
い、前記屈折率の差が大きい物質としてＳｉ、ＳｉＣま
たはＳｉＮを用いたことを特徴とする多層膜反射鏡。 - 【請求項２】 前記積層の回数を反射率が飽和する値に
したことを特徴とする請求項１記載の多層膜反射鏡。 - 【請求項３】 前記第１層と前記第２層を１層ずつ積層
した積層体の層厚に相当する前記積層の周期長、及び前
記第１層と前記第２層との層厚比を反射率の中心波長が
28.42 ｎｍまたは略28.42 ｎｍになる値の組み合わせに
したことを特徴とする請求項１または２記載の多層膜反
射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7047047A JPH08248194A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 多層膜反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7047047A JPH08248194A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 多層膜反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248194A true JPH08248194A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12764263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7047047A Pending JPH08248194A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 多層膜反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248194A (ja) |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP7047047A patent/JPH08248194A/ja active Pending
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