JPH09113697A - 多層膜反射鏡 - Google Patents
多層膜反射鏡Info
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- JPH09113697A JPH09113697A JP7272227A JP27222795A JPH09113697A JP H09113697 A JPH09113697 A JP H09113697A JP 7272227 A JP7272227 A JP 7272227A JP 27222795 A JP27222795 A JP 27222795A JP H09113697 A JPH09113697 A JP H09113697A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軟Ｘ線領域において、特に鉄の輝線スペクト
ルの17.11 ｎｍ（ＦｅＩＸ）または18.04 ｎｍ（Ｆｅ
ＸＩ）の波長に対して、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。 【解決手段】 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Ｓｉ
またはＳｉ化合物を用い、前記屈折率の差が大きい物質
としてＺｒを用いたことを特徴とする多層膜反射鏡。
ルの17.11 ｎｍ（ＦｅＩＸ）または18.04 ｎｍ（Ｆｅ
ＸＩ）の波長に対して、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。 【解決手段】 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Ｓｉ
またはＳｉ化合物を用い、前記屈折率の差が大きい物質
としてＺｒを用いたことを特徴とする多層膜反射鏡。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【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の17.11 ｎｍ（Ｆｅ Ｉ
Ｘ）及び18.04 ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の波長が重要であ
る。これらの波長は、それぞれ９０万 °Ｃ及び１３０
万 °Ｃ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の17.11 ｎｍ（Ｆｅ Ｉ
Ｘ）及び18.04 ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の波長が重要であ
る。これらの波長は、それぞれ９０万 °Ｃ及び１３０
万 °Ｃ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３０〜
４０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／Δλ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３０〜
４０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／Δλ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／Ｃ多層膜では、図２に
示すように反射率は２０％程度得られるが、波長分解能
は２０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、特に鉄の輝線スペクトルの17.11 ｎ
ｍ（Ｆｅ ＩＸ）または18.04 ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の波
長に対して、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／Ｃ多層膜では、図２に
示すように反射率は２０％程度得られるが、波長分解能
は２０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、特に鉄の輝線スペクトルの17.11 ｎ
ｍ（Ｆｅ ＩＸ）または18.04 ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の波
長に対して、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Ｓｉ
またはＳｉ化合物を用い、前記屈折率の差が大きい物質
としてＺｒ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Ｓｉ
またはＳｉ化合物を用い、前記屈折率の差が大きい物質
としてＺｒ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17.11 ｎｍまたは略17.11 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17.11 ｎｍまたは略17.11 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】また、本発明では第四に「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18.04 ｎｍまたは略18.04 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４）」を提供す
る。
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18.04 ｎｍまたは略18.04 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４）」を提供す
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】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。
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。
【００１５】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+δ2-2) +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+δ2-2) +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。
【００１６】ｒ＝（δ1 −δ2 ）／（δ1 ＋δ2 −２） 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、ＳｉとＺｒの
組合せ、Ｓｉ化合物（例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮなど）
とＺｒの組み合わせ、が軟Ｘ線領域において、特に鉄の
輝線スペクトルの17.11 ｎｍ（Ｆｅ ＩＸ）又は18.04
ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の波長に対して、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、ＳｉとＺｒの
組合せ、Ｓｉ化合物（例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮなど）
とＺｒの組み合わせ、が軟Ｘ線領域において、特に鉄の
輝線スペクトルの17.11 ｎｍ（Ｆｅ ＩＸ）又は18.04
ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の波長に対して、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。
【００１７】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17.11 ｎｍまたは略17.11 ｎｍにするために、或いは
多層膜反射鏡の反射率の中心波長を18.04 ｎｍまたは略
18.04 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17.11 ｎｍまたは略17.11 ｎｍにするために、或いは
多層膜反射鏡の反射率の中心波長を18.04 ｎｍまたは略
18.04 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。
【００１８】図２は本発明にかかる組み合わせのＺｒ／
Ｓｉ多層膜（周期長 8.9ｎｍ、積層数１００ペア）と従
来から知られている組み合わせのＭｏ／Ｃ多層膜（周期
長9.2 ｎｍ、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。Ｍ
ｏ／Ｃ多層膜ではΓ0.4 のときに反射率２０％である
が、波長分解能は１８となり十分ではない。また、Γ0.
1 のときには波長分解能が２７であるが、反射率が５％
となり十分ではない。
Ｓｉ多層膜（周期長 8.9ｎｍ、積層数１００ペア）と従
来から知られている組み合わせのＭｏ／Ｃ多層膜（周期
長9.2 ｎｍ、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。Ｍ
ｏ／Ｃ多層膜ではΓ0.4 のときに反射率２０％である
が、波長分解能は１８となり十分ではない。また、Γ0.
1 のときには波長分解能が２７であるが、反射率が５％
となり十分ではない。
【００１９】しかし、本発明にかかるＺｒ／Ｓｉ多層膜
を用いるとΓ0.1 のときに反射率３１％、波長分解能６
６となり、Γ0.2 のときに反射率４９％、波長分解能４
０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。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／
Ｃ多層膜（周期長 9.2ｎｍ、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
２０）。
を用いるとΓ0.1 のときに反射率３１％、波長分解能６
６となり、Γ0.2 のときに反射率４９％、波長分解能４
０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。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／
Ｃ多層膜（周期長 9.2ｎｍ、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
２０）。
【００２０】一方、本発明にかかる多層膜（一例、Ｚｒ
／Ｓｉ、周期長 8.9ｎｍ、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４０％、波長分解能４４）。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。
／Ｓｉ、周期長 8.9ｎｍ、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４０％、波長分解能４４）。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。
【００２１】
【実施例１】本実施例では、重原子層としてＺｒ、軽原
子層としてＳｉを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＺｒとＳｉ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Ｚｒ層２
とＳｉ層３を交互に積層して多層膜を作製した。Ｚｒ／
Ｓｉ多層膜の周期長は8.9 ｎｍ、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Ｓｉを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＺｒとＳｉ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Ｚｒ層２
とＳｉ層３を交互に積層して多層膜を作製した。Ｚｒ／
Ｓｉ多層膜の周期長は8.9 ｎｍ、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）。
【００２２】本実施例にかかるＺｒ／Ｓｉ多層膜（周期
長 8.9ｎｍ、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17.11 ｎｍ
における反射率は約４９％であり、波長分解能は約４０
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４０％、波長分解能４４）。
長 8.9ｎｍ、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17.11 ｎｍ
における反射率は約４９％であり、波長分解能は約４０
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４０％、波長分解能４４）。
【００２３】
【実施例２】本実施例では、重原子層としてＺｒ、軽原
子層としてＳｉを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＺｒとＳｉ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Ｚｒ層２
とＳｉ層３を交互に積層して多層膜を作製した。Ｚｒ／
Ｓｉ多層膜の周期長は 9.4ｎｍ、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Ｓｉを用いた。基板１には鏡面研磨した合成
石英を用いた。ＺｒとＳｉ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Ｚｒ層２
とＳｉ層３を交互に積層して多層膜を作製した。Ｚｒ／
Ｓｉ多層膜の周期長は 9.4ｎｍ、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）。
【００２４】本実施例にかかるＺｒ／Ｓｉ多層膜（周期
長 9.4ｎｍ、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４に示す。波長18.04 ｎｍ
における反射率は約４７％であり、波長分解能は約３６
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３９％、波長分解能３８）。
長 9.4ｎｍ、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４に示す。波長18.04 ｎｍ
における反射率は約４７％であり、波長分解能は約３６
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３９％、波長分解能３８）。
【００２５】
【実施例３】本実施例では、重原子層としてＺｒ、軽原
子層としてＳｉＣを用いた。基板１には鏡面研磨した合
成石英を用いた。ＺｒとＳｉＣ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Ｚ
ｒ層２とＳｉＣ層３を交互に積層して多層膜を作製し
た。Ｚｒ／ＳｉＣ多層膜の周期長は 9.1ｎｍ、Γは0.4
、積層数は８０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ＳｉＣを用いた。基板１には鏡面研磨した合
成石英を用いた。ＺｒとＳｉＣ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Ｚ
ｒ層２とＳｉＣ層３を交互に積層して多層膜を作製し
た。Ｚｒ／ＳｉＣ多層膜の周期長は 9.1ｎｍ、Γは0.4
、積層数は８０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）。
【００２６】本実施例にかかるＺｒ／ＳｉＣ多層膜（周
期長 9.1ｎｍ、積層数８０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17.11 ｎｍ
における反射率は約２１％であり、波長分解能は約３４
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１８％、波長分解能３６）。
期長 9.1ｎｍ、積層数８０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17.11 ｎｍ
における反射率は約２１％であり、波長分解能は約３４
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１８％、波長分解能３６）。
【００２７】
【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17.11 ｎｍ（Ｆｅ ＩＸ）または1
8.04ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の鉄の輝線スペクトルに対し
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17.11 ｎｍ（Ｆｅ ＩＸ）または1
8.04ｎｍ（Ｆｅ ＸＩ）の鉄の輝線スペクトルに対し
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、Ｚｒ／Ｓ
ｉ）と従来の多層膜反射鏡（一例、Ｍｏ／Ｃ）の反射率
と波長分解能を比較した図である。
ｉ）と従来の多層膜反射鏡（一例、Ｍｏ／Ｃ）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Ｚｒ／Ｓｉ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４】実施例２のＺｒ／Ｓｉ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Ｚｒ／ＳｉＣ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。
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 (4)
- 【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ＳｉまたはＳｉ化合
物を用い、前記屈折率の差が大きい物質としてＺｒ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
17.11 ｎｍまたは略17.11 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４】 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
18.04 ｎｍまたは略18.04 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 |
|---|---|---|---|
| JP7272227A JPH09113697A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 多層膜反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272227A JPH09113697A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 多層膜反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113697A true JPH09113697A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17510894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272227A Pending JPH09113697A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 多層膜反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113697A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1469334A1 (en) * | 2001-12-27 | 2004-10-20 | Riken | Broadband telescope |
| WO2008041382A1 (fr) | 2006-09-29 | 2008-04-10 | The University Of Tokyo | Film réfléchissant multicouche optique, film d'ensemble de microparticules métalliques et procédé de fabrication de celui-ci |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272227A patent/JPH09113697A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1469334A1 (en) * | 2001-12-27 | 2004-10-20 | Riken | Broadband telescope |
| EP1469334A4 (en) * | 2001-12-27 | 2007-06-13 | Riken | BROADBAND TELESCOPE |
| US7450299B2 (en) | 2001-12-27 | 2008-11-11 | Riken | Broadband telescope |
| WO2008041382A1 (fr) | 2006-09-29 | 2008-04-10 | The University Of Tokyo | Film réfléchissant multicouche optique, film d'ensemble de microparticules métalliques et procédé de fabrication de celui-ci |
| US7955662B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-06-07 | The University Of Tokyo | Optical multilayer reflective film, and aligned metal particle film and manufacturing process therefor |
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