JPH09180894A - Ｘ線源 - Google Patents
Ｘ線源Info
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- JPH09180894A JPH09180894A JP35062995A JP35062995A JPH09180894A JP H09180894 A JPH09180894 A JP H09180894A JP 35062995 A JP35062995 A JP 35062995A JP 35062995 A JP35062995 A JP 35062995A JP H09180894 A JPH09180894 A JP H09180894A
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- electron
- ray
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型、簡便で適用範囲が広く、特に微小物観
測で高性能を発揮するＸ線源を提供することである。 【構成】 エミッタチップ１１と引き出し電極１２と集
束電極１３とが一体となった電界放出型の微小電子源１
０と、対陰極冷却用手段２４，３４，４４を備えた対陰
極２３，３３，４３とが真空容器２１，３１，４１内に
封入されて構成されている。
測で高性能を発揮するＸ線源を提供することである。 【構成】 エミッタチップ１１と引き出し電極１２と集
束電極１３とが一体となった電界放出型の微小電子源１
０と、対陰極冷却用手段２４，３４，４４を備えた対陰
極２３，３３，４３とが真空容器２１，３１，４１内に
封入されて構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線顕微鏡や微小
物非破壊検査装置、Ｘ線回折実験装置、レントゲン撮影
等に幅広く使用されるＸ線源に関する。
物非破壊検査装置、Ｘ線回折実験装置、レントゲン撮影
等に幅広く使用されるＸ線源に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、Ｘ線顕微鏡やＸ線回折装置等に使
用されるＸ線源は、Ｘ線管、または封入管とよばれ、熱
フィラメントや加速、集束用電極、対陰極等をガラス管
の中に封入したものである。その原理は、フィラメント
を加熱することにより放出された電子線がウェーネルト
電極で加速、集束されて対陰極面（陽極面）に焦点を結
び、対陰極面からＸ線を発生させるというものである。
Ｘ線の発生効率は１％以下で損失熱が大きいため、対陰
極は冷却する必要がある。
用されるＸ線源は、Ｘ線管、または封入管とよばれ、熱
フィラメントや加速、集束用電極、対陰極等をガラス管
の中に封入したものである。その原理は、フィラメント
を加熱することにより放出された電子線がウェーネルト
電極で加速、集束されて対陰極面（陽極面）に焦点を結
び、対陰極面からＸ線を発生させるというものである。
Ｘ線の発生効率は１％以下で損失熱が大きいため、対陰
極は冷却する必要がある。
【０００３】Ｘ線の応用の一例としてＸ線顕微鏡をとり
あげて説明する。Ｘ線は物質を透過しやすく、また物質
の種類や厚さ（透過距離）によって透過確率が異なるた
めに、試料にＸ線を照射してその透過Ｘ線量を測定する
ことで試料内部の物質の違いや厚さの変化を検出するこ
とが可能である。このＸ線を使って微生物中の微小器官
や細胞組織など、微小物の観察を行う方法はいくつか考
えられるが、その１つはＸ線が放射状に照射されること
を利用したものである。すなわち、Ｘ線が対陰極の非常
に微小な領域から放射される場合、対陰極の近くに被写
体をおいてその拡大投影をつくるというものである。
あげて説明する。Ｘ線は物質を透過しやすく、また物質
の種類や厚さ（透過距離）によって透過確率が異なるた
めに、試料にＸ線を照射してその透過Ｘ線量を測定する
ことで試料内部の物質の違いや厚さの変化を検出するこ
とが可能である。このＸ線を使って微生物中の微小器官
や細胞組織など、微小物の観察を行う方法はいくつか考
えられるが、その１つはＸ線が放射状に照射されること
を利用したものである。すなわち、Ｘ線が対陰極の非常
に微小な領域から放射される場合、対陰極の近くに被写
体をおいてその拡大投影をつくるというものである。
【０００４】このタイプのＸ線顕微鏡において分解能を
あげる方法は、より焦点寸法の微小なＸ線源を実現する
ことである。そのためにはＸ線源において、対陰極に照
射される電子線の焦点寸法を小さくすればよい。このた
め、電子線を集束電極で０．１μｍ程度まで絞り込んだ
Ｘ線顕微鏡が開発されており、０．１μｍ程度の分解能
が得られている。
あげる方法は、より焦点寸法の微小なＸ線源を実現する
ことである。そのためにはＸ線源において、対陰極に照
射される電子線の焦点寸法を小さくすればよい。このた
め、電子線を集束電極で０．１μｍ程度まで絞り込んだ
Ｘ線顕微鏡が開発されており、０．１μｍ程度の分解能
が得られている。
【０００５】このような微小焦点のＸ線源はまた、材料
の微小欠陥の非破壊検査システムにも利用されている。
材料工学の分野では近年セラミックスなどの新素材開発
が盛んになり、従来の主要材料である金属に比べてさら
に１桁ほど小さなミクロンオーダーの欠陥を検出したい
という要求が高まってマイクロフォーカスＸ線管が注目
された。このマイクロフォーカスＸ線管では焦点寸法が
１０μm程度と通常のＸ線源の千分の一以下になってお
り、試料の拡大投影像を検出することにより、５μｍ程
度の微小欠陥が検出可能である。通常、透過したＸ線の
検出には、（１）直接Ｘ線フィルムに感光させる、
（２）蛍光増倍管で検出してテレビカメラに映し出す、
（３）Ｘ線ビジコンテレビカメラに直接映し出す、等の
方法が用いられている。
の微小欠陥の非破壊検査システムにも利用されている。
材料工学の分野では近年セラミックスなどの新素材開発
が盛んになり、従来の主要材料である金属に比べてさら
に１桁ほど小さなミクロンオーダーの欠陥を検出したい
という要求が高まってマイクロフォーカスＸ線管が注目
された。このマイクロフォーカスＸ線管では焦点寸法が
１０μm程度と通常のＸ線源の千分の一以下になってお
り、試料の拡大投影像を検出することにより、５μｍ程
度の微小欠陥が検出可能である。通常、透過したＸ線の
検出には、（１）直接Ｘ線フィルムに感光させる、
（２）蛍光増倍管で検出してテレビカメラに映し出す、
（３）Ｘ線ビジコンテレビカメラに直接映し出す、等の
方法が用いられている。
【０００６】上記２種類のＸ線源はＸ線が対陰極から円
錐状に放射されるものであるが、そのほかに扇状に放射
するものもある。この扇状Ｘ線源は、散乱Ｘ線の影響を
うけやすいという円錐状Ｘ線源の欠点を補うものであ
り、検出器としてラインセンサーを用いることにより、
散乱Ｘ線の影響を百分の一以下に減らすことができる。
錐状に放射されるものであるが、そのほかに扇状に放射
するものもある。この扇状Ｘ線源は、散乱Ｘ線の影響を
うけやすいという円錐状Ｘ線源の欠点を補うものであ
り、検出器としてラインセンサーを用いることにより、
散乱Ｘ線の影響を百分の一以下に減らすことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記Ｘ線源（マイクロ
フォーカスＸ線管を含む）では、電子源として熱フィラ
メントを用いているために、下記にあげる欠点があっ
た。 （１）熱電子放出による電子線は細く絞る（集束させ
る）ことが難しく、焦点寸法も０．１μｍ程度が限界で
あった。 （２）フィラメントを加熱して熱電子を真空中に放出さ
せるので、フィラメントの加熱のために多大な電力を必
要とする。 （３）真空中に放出された熱電子の加速、集束のための
多段の電極（ウェーネルト電極）を必要とするため、Ｘ
線源が大がかりな装置にならざるを得なかった。 本発明は、小型、簡便で適用範囲が広く、特に微小物観
測で高性能を発揮するＸ線源を提供することを目的とす
る。
フォーカスＸ線管を含む）では、電子源として熱フィラ
メントを用いているために、下記にあげる欠点があっ
た。 （１）熱電子放出による電子線は細く絞る（集束させ
る）ことが難しく、焦点寸法も０．１μｍ程度が限界で
あった。 （２）フィラメントを加熱して熱電子を真空中に放出さ
せるので、フィラメントの加熱のために多大な電力を必
要とする。 （３）真空中に放出された熱電子の加速、集束のための
多段の電極（ウェーネルト電極）を必要とするため、Ｘ
線源が大がかりな装置にならざるを得なかった。 本発明は、小型、簡便で適用範囲が広く、特に微小物観
測で高性能を発揮するＸ線源を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の事情に
鑑みなされたもので、請求項１に記載の発明は、エミッ
タチップと引き出し電極と集束電極とが一体となった電
界放出型微小電子源（マイクロフィールドエミッタ）
と、対陰極冷却用手段を備えた対陰極とが真空容器内に
封入されて構成されていることを特徴とするＸ線源であ
る。マイクロフィールドエミッタは、先端の鋭くとがっ
た突起（エミッタチップ）の表面に１０-9Ｖ/ｍ以上の
強い電界を印加することによって、物質を加熱すること
なく、量子力学的なトンネル効果で電子を真空中に放出
させる電子源である。
鑑みなされたもので、請求項１に記載の発明は、エミッ
タチップと引き出し電極と集束電極とが一体となった電
界放出型微小電子源（マイクロフィールドエミッタ）
と、対陰極冷却用手段を備えた対陰極とが真空容器内に
封入されて構成されていることを特徴とするＸ線源であ
る。マイクロフィールドエミッタは、先端の鋭くとがっ
た突起（エミッタチップ）の表面に１０-9Ｖ/ｍ以上の
強い電界を印加することによって、物質を加熱すること
なく、量子力学的なトンネル効果で電子を真空中に放出
させる電子源である。
【０００９】熱電子源に代わってマイクロフィールドエ
ミッタを用いることで、 （１）数十Ｖの低電圧で動作し、発熱もほとんどないた
め、熱電子放出型に比べて消費電力が少ないＸ線源が製
作可能である。 （２）マイクロフィールドエミッタに電子引き出し電極
と集束電極が一体形成でき、加速、集束用の電極をエミ
ッタアレイの外部に必ずしも必要としないため、従来と
比較して非常に小型のＸ線源を実現することが可能であ
る。 （３）１チップの大きさが１μｍ（１０-6ｍ）程度であ
って非常に小さく、同一基板内に多数配列する（アレイ
化する）ことによって大電流で安定、かつ局所的な電子
ビームを得ることが可能であり、線量の大きなＸ線源用
電子源としても使用可能である。 （４）エミッタチップに電界を集中させるため、電子放
出サイトがエミッタチップ先端の極微小領域に限定さ
れ、放出電流密度が熱電子放出型と比較して高い。従っ
て、非常に焦点寸法が小さく、かつ線量の大きなＸ線源
の製作が可能である。 といった効果が期待できる。
ミッタを用いることで、 （１）数十Ｖの低電圧で動作し、発熱もほとんどないた
め、熱電子放出型に比べて消費電力が少ないＸ線源が製
作可能である。 （２）マイクロフィールドエミッタに電子引き出し電極
と集束電極が一体形成でき、加速、集束用の電極をエミ
ッタアレイの外部に必ずしも必要としないため、従来と
比較して非常に小型のＸ線源を実現することが可能であ
る。 （３）１チップの大きさが１μｍ（１０-6ｍ）程度であ
って非常に小さく、同一基板内に多数配列する（アレイ
化する）ことによって大電流で安定、かつ局所的な電子
ビームを得ることが可能であり、線量の大きなＸ線源用
電子源としても使用可能である。 （４）エミッタチップに電界を集中させるため、電子放
出サイトがエミッタチップ先端の極微小領域に限定さ
れ、放出電流密度が熱電子放出型と比較して高い。従っ
て、非常に焦点寸法が小さく、かつ線量の大きなＸ線源
の製作が可能である。 といった効果が期待できる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、上記電界放出型
微小電子源が１つ配置されていることを特徴とする請求
項１に記載のＸ線源であり、これにより、非常に小型の
Ｘ線源が実現可能で、しかも、対陰極上での電子線の直
径（焦点寸法）は集束電極によって制御することが可能
であり、最も集束させた状態では０．１μｍ以下にな
る。また、電子引き出し電極によって、対陰極に印加す
る電圧とは独立に電子線の電流値を制御できるため、発
生するＸ線の線量を制御することが可能である。請求項
３に記載の発明は、上記電界放出型微小電子源が複数配
置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線源
であり、このような電界放出型微小電子源は、通常フィ
ールドエミッタアレイ (ＦＥＡ) と呼ばれている。アレ
イ化した場合は、一個の電界放出型微小電子源を使用す
る場合に比べて、当然焦点寸法は大きくなるが、大電流
を得ることができる。この場合、電子引き出し電極や集
束電極はそれぞれ電流制御用電極、大まかな焦点寸法を
決める電極として作用する。
微小電子源が１つ配置されていることを特徴とする請求
項１に記載のＸ線源であり、これにより、非常に小型の
Ｘ線源が実現可能で、しかも、対陰極上での電子線の直
径（焦点寸法）は集束電極によって制御することが可能
であり、最も集束させた状態では０．１μｍ以下にな
る。また、電子引き出し電極によって、対陰極に印加す
る電圧とは独立に電子線の電流値を制御できるため、発
生するＸ線の線量を制御することが可能である。請求項
３に記載の発明は、上記電界放出型微小電子源が複数配
置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線源
であり、このような電界放出型微小電子源は、通常フィ
ールドエミッタアレイ (ＦＥＡ) と呼ばれている。アレ
イ化した場合は、一個の電界放出型微小電子源を使用す
る場合に比べて、当然焦点寸法は大きくなるが、大電流
を得ることができる。この場合、電子引き出し電極や集
束電極はそれぞれ電流制御用電極、大まかな焦点寸法を
決める電極として作用する。
【００１１】請求項４に記載の発明は、上記電界放出型
微小電子源が列状に配置されていることを特徴とする請
求項３に記載のＸ線源であり、電界放出型微小電子源は
太さ０．１μｍ以下の点線状の電子線を発生し、その結
果細長く平らな扇状のＸ線を発生させる。請求項５に記
載の発明は、上記電界放出型微小電子源が行列状に配置
されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線源で
ある。電流値が個々のエミッタから放出される電流の総
和になるため、多数配列すればするほど大電流を得るこ
とができるという利点がある。本請求項の発明では、焦
点寸法を小さくすることは念頭に置いておらず、むしろ
通常のＸ線源と同様に使用する。
微小電子源が列状に配置されていることを特徴とする請
求項３に記載のＸ線源であり、電界放出型微小電子源は
太さ０．１μｍ以下の点線状の電子線を発生し、その結
果細長く平らな扇状のＸ線を発生させる。請求項５に記
載の発明は、上記電界放出型微小電子源が行列状に配置
されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線源で
ある。電流値が個々のエミッタから放出される電流の総
和になるため、多数配列すればするほど大電流を得るこ
とができるという利点がある。本請求項の発明では、焦
点寸法を小さくすることは念頭に置いておらず、むしろ
通常のＸ線源と同様に使用する。
【００１２】請求項６に記載の発明は、上記電界放出型
微小電子源が電子放射方向を平行にして配置されている
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の
Ｘ線源である。請求項７に記載の発明は、上記電界放出
型微小電子源が電子放射方向を対陰極上で交差するよう
に配置されていることを特徴とする請求項３ないし５の
いずれかに記載のＸ線源である。これにより、大電流を
流しつつ微小焦点寸法を達成することができる。
微小電子源が電子放射方向を平行にして配置されている
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の
Ｘ線源である。請求項７に記載の発明は、上記電界放出
型微小電子源が電子放射方向を対陰極上で交差するよう
に配置されていることを特徴とする請求項３ないし５の
いずれかに記載のＸ線源である。これにより、大電流を
流しつつ微小焦点寸法を達成することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１乃至図４
を用いて説明する。図１は、本発明によるＸ線源の一構
成例を示し、このＸ線源は、全体がガラス製の真空容器
２１に封入されている。この容器２１内の一方には電子
源である陰極２２が配置され、他方にターゲットである
対陰極（陽極）２３が対面して設置されており、これら
の電極の配置は通常の熱電子源を用いたＸ線源と同様で
ある。
を用いて説明する。図１は、本発明によるＸ線源の一構
成例を示し、このＸ線源は、全体がガラス製の真空容器
２１に封入されている。この容器２１内の一方には電子
源である陰極２２が配置され、他方にターゲットである
対陰極（陽極）２３が対面して設置されており、これら
の電極の配置は通常の熱電子源を用いたＸ線源と同様で
ある。
【００１４】陰極２２は、図２に示すように、マイフィ
ールドエミッタ１０を具備しており、これは、エミッタ
チップ１１と、それを取り囲むように一体形成された２
段の電極から形成され、第１段が電子引き出し電極１２
であり、第２段が集束電極１３である。エミッタチップ
１１は、金属または半導体平板１４の中央に中細円錐状
の突起１５が形成されており、極微小な曲率を持つ尖っ
た先端を有している。この実施例では、このようなマイ
クロフィールドエミッタ１０を１つ有している。
ールドエミッタ１０を具備しており、これは、エミッタ
チップ１１と、それを取り囲むように一体形成された２
段の電極から形成され、第１段が電子引き出し電極１２
であり、第２段が集束電極１３である。エミッタチップ
１１は、金属または半導体平板１４の中央に中細円錐状
の突起１５が形成されており、極微小な曲率を持つ尖っ
た先端を有している。この実施例では、このようなマイ
クロフィールドエミッタ１０を１つ有している。
【００１５】対陰極２３は、タングステン (W)、銅 (C
u)、クロム (Cr)、鉄 (Fe)、コバルト (Co) 等からなる
薄いプレートであり、素材の種類は後述するように必要
なＸ線のエネルギー（波長）に応じて選択される。対陰
極２３にはこれを冷却するための水を循環させる配管２
４が設けられている。真空容器２１には、対陰極２３か
ら発生したＸ線を試料に導く窓２５が形成され、これは
ベリリウム (Be) やアルミニウム (Al) の薄膜で覆われ
ている。
u)、クロム (Cr)、鉄 (Fe)、コバルト (Co) 等からなる
薄いプレートであり、素材の種類は後述するように必要
なＸ線のエネルギー（波長）に応じて選択される。対陰
極２３にはこれを冷却するための水を循環させる配管２
４が設けられている。真空容器２１には、対陰極２３か
ら発生したＸ線を試料に導く窓２５が形成され、これは
ベリリウム (Be) やアルミニウム (Al) の薄膜で覆われ
ている。
【００１６】陰極２２と対陰極２３の間には、電子線を
加速するために電子源側が負となる数十から数百ｋＶの
高電圧を印加する。Ｘ線源において、引き出し電極１２
に５０Ｖ程度を印加するとエミッタチップ１１の先端か
ら電界電子放出が起こる。この印加電圧を制御すること
により電子の放出量すなわち電流量を制御できる。集束
電極１３では適当な印加電圧（通常４Ｖ程度）を選ぶこ
とにより、エミッタチップ１１の先端から放出された電
子の軌道を制御し、対陰極２３上での電子ビームの寸法
を０．１μｍ以下にすることができる。
加速するために電子源側が負となる数十から数百ｋＶの
高電圧を印加する。Ｘ線源において、引き出し電極１２
に５０Ｖ程度を印加するとエミッタチップ１１の先端か
ら電界電子放出が起こる。この印加電圧を制御すること
により電子の放出量すなわち電流量を制御できる。集束
電極１３では適当な印加電圧（通常４Ｖ程度）を選ぶこ
とにより、エミッタチップ１１の先端から放出された電
子の軌道を制御し、対陰極２３上での電子ビームの寸法
を０．１μｍ以下にすることができる。
【００１７】対陰極２３では、陰極２２からの電子線の
照射により、電子線の加速電圧や対陰極２３の種類によ
って決まる所定波長（エネルギー）のＸ線が発生する。
Ｘ線のエネルギー（波長）は、被検体（測定試料）の種
類に応じて適当な値や材料を決定する。Ｘ線の発生効率
は１％以下で、残りのエネルギーはほとんど対陰極２３
の加熱に費やされ、対陰極２３は配管２４内の循環水に
より冷却される。対陰極２３から発生したＸ線はベリリ
ウム (Be) やアルミニウム (Al) の窓２５を通って大気
中に照射される。
照射により、電子線の加速電圧や対陰極２３の種類によ
って決まる所定波長（エネルギー）のＸ線が発生する。
Ｘ線のエネルギー（波長）は、被検体（測定試料）の種
類に応じて適当な値や材料を決定する。Ｘ線の発生効率
は１％以下で、残りのエネルギーはほとんど対陰極２３
の加熱に費やされ、対陰極２３は配管２４内の循環水に
より冷却される。対陰極２３から発生したＸ線はベリリ
ウム (Be) やアルミニウム (Al) の窓２５を通って大気
中に照射される。
【００１８】このような構成のＸ線源は、電子源とし
て、電子引き出し電極１２と集束電極１３がエミッタチ
ップ１１と一体で形成されているマイクロフィールドエ
ミッタ１０を用いているので、熱電子源を用いた微小焦
点Ｘ線源の場合に必要であった、電子線加速用、または
微小焦点への集束用の大がかりなレンズ系が不要となっ
た。従って、非常にシンプルでコンパクトな構成にな
り、これにより、焦点寸法が０．１μｍ以下であるよう
な、ほぼ点源に近い微小焦点Ｘ線源が実現できた。
て、電子引き出し電極１２と集束電極１３がエミッタチ
ップ１１と一体で形成されているマイクロフィールドエ
ミッタ１０を用いているので、熱電子源を用いた微小焦
点Ｘ線源の場合に必要であった、電子線加速用、または
微小焦点への集束用の大がかりなレンズ系が不要となっ
た。従って、非常にシンプルでコンパクトな構成にな
り、これにより、焦点寸法が０．１μｍ以下であるよう
な、ほぼ点源に近い微小焦点Ｘ線源が実現できた。
【００１９】図３は、この発明の他の実施例を示すもの
で、マイクロフィールドエミッタ１０を一列に多数配列
し、対陰極３３もこれに応じて横方向に延びた形状とな
っている。
で、マイクロフィールドエミッタ１０を一列に多数配列
し、対陰極３３もこれに応じて横方向に延びた形状とな
っている。
【００２０】図４は、この発明の更に他の実施例を示す
もので、マイクロフィールドエミッタ１０を行列状に配
列したいわゆるフィールドエミッタアレイを電子源とし
て使用している。アレイ化した場合は、一個のマイクロ
フィールドエミッタを使用する場合に比べて焦点寸法が
大きくなるため、微小焦点Ｘ線源としての使用は不適で
ある。この場合はむしろ、電流値が個々のエミッタから
放出される電流の総和になるため、多数配列すればする
ほど大電流を得ることができるという利点を利用して、
大きな線量を必要とするＸ線源として使用する。この場
合でも、大がかりなレンズ系が不要となり、シンプルで
コンパクトな構成にすることができる利点は有してい
る。
もので、マイクロフィールドエミッタ１０を行列状に配
列したいわゆるフィールドエミッタアレイを電子源とし
て使用している。アレイ化した場合は、一個のマイクロ
フィールドエミッタを使用する場合に比べて焦点寸法が
大きくなるため、微小焦点Ｘ線源としての使用は不適で
ある。この場合はむしろ、電流値が個々のエミッタから
放出される電流の総和になるため、多数配列すればする
ほど大電流を得ることができるという利点を利用して、
大きな線量を必要とするＸ線源として使用する。この場
合でも、大がかりなレンズ系が不要となり、シンプルで
コンパクトな構成にすることができる利点は有してい
る。
【００２１】なお、上記の実施例はフィールドエミッタ
の基本的な配列を示したが、配列がこれらに限定される
ものでないことは言うまでもない。例えば、列状配置の
場合も折れ線状に配置しても良く、行列配置する場合
も、その平面形状は多角形、縁、楕円、あるいは任意の
曲線形状等を採ることができる。また、複数のフィール
ドエミッタの電子線放射方向が平行である必要はなく、
例えば大容量でかつ微小焦点とした電子ビームを生成し
たい場合には、フィールドエミッタを対陰極を中心とす
る円弧上又は球面上に配置してもよい。
の基本的な配列を示したが、配列がこれらに限定される
ものでないことは言うまでもない。例えば、列状配置の
場合も折れ線状に配置しても良く、行列配置する場合
も、その平面形状は多角形、縁、楕円、あるいは任意の
曲線形状等を採ることができる。また、複数のフィール
ドエミッタの電子線放射方向が平行である必要はなく、
例えば大容量でかつ微小焦点とした電子ビームを生成し
たい場合には、フィールドエミッタを対陰極を中心とす
る円弧上又は球面上に配置してもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、焦点寸法が０．１μｍ以下であるようなＸ線源を製
作することができ、例えばＸ線顕微鏡に用いた場合に分
解能が向上し、これまで観察が不可能であった微細な生
体組織の観察も可能になる。このＸ線源はまた、放射さ
れるＸ線の線量とエネルギーも自由に制御することが可
能で、これによって観察対象や精度を選ばない、幅広い
用途への応用が可能である。また、非常に小型、かつ低
消費電力Ｘ線源が実現できるとともに、電界放出型微小
電子源を複数配置すれば従来のＸ線源と比較して小型で
大電流、低消費電力のＸ線源を製作することも可能であ
る。また、適当な配置により、微小焦点を維持しつつ大
電流を流すことも可能となる。
ば、焦点寸法が０．１μｍ以下であるようなＸ線源を製
作することができ、例えばＸ線顕微鏡に用いた場合に分
解能が向上し、これまで観察が不可能であった微細な生
体組織の観察も可能になる。このＸ線源はまた、放射さ
れるＸ線の線量とエネルギーも自由に制御することが可
能で、これによって観察対象や精度を選ばない、幅広い
用途への応用が可能である。また、非常に小型、かつ低
消費電力Ｘ線源が実現できるとともに、電界放出型微小
電子源を複数配置すれば従来のＸ線源と比較して小型で
大電流、低消費電力のＸ線源を製作することも可能であ
る。また、適当な配置により、微小焦点を維持しつつ大
電流を流すことも可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示すＸ線源の構造図であ
る。
る。
【図２】電子引き出し電極と電子軌道制御電極（集束電
極）をエミッタチップと一体形成したマイクロフィール
ドエミッタの断面図である。
極）をエミッタチップと一体形成したマイクロフィール
ドエミッタの断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すＸ線源の構造図であ
る。
る。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示すＸ線源の構造
図である。
図である。
１０ マイクロフィールドエミッタ １１ エミッタチップ １２ 電子引き出し電極 １３ 集束電極 ２１，３１，４１ 真空容器 ２２ 陰極 ３２，４２ フィールドエミッタアレイ ２３，３３，４３ 対陰極 ２４，３４，４４ 対陰極冷却用配管
Claims (7)
- 【請求項１】 エミッタチップと引き出し電極と集束電
極とが一体となった電界放出型微小電子源と、 対陰極冷却用手段を備えた対陰極とが真空容器内に封入
されて構成されていることを特徴とするＸ線源。 - 【請求項２】 上記電界放出型微小電子源が１つ配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線源。 - 【請求項３】 上記電界放出型微小電子源が複数配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線源。 - 【請求項４】 上記電界放出型微小電子源が列状に配置
されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線源。 - 【請求項５】 上記電界放出型微小電子源が行列状に配
置されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線
源。 - 【請求項６】 上記電界放出型微小電子源が電子放射方
向を平行にして配置されていることを特徴とする請求項
３ないし５のいずれかに記載のＸ線源。 - 【請求項７】 上記電界放出型微小電子源が電子放射方
向を対陰極上で交差するように配置されていることを特
徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のＸ線源。
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