JPH0949811A - Ｘ線回折装置の光学系切換装置 - Google Patents
Ｘ線回折装置の光学系切換装置Info
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- JPH0949811A JPH0949811A JP7221191A JP22119195A JPH0949811A JP H0949811 A JPH0949811 A JP H0949811A JP 7221191 A JP7221191 A JP 7221191A JP 22119195 A JP22119195 A JP 22119195A JP H0949811 A JPH0949811 A JP H0949811A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スリット・コリメーションと、チャンネルカ
ット・モノクロメータ・コリメーションと、４結晶モノ
クロメータ・コリメーションとの切り換えを、チャンネ
ルカット結晶を回転させるだけで実施して、チャンネル
カット結晶の移動機構を小型化すると共に、角度調整機
構としても兼用する。 【解決手段】 （ａ）のスリット・コリメーションの状
態では、チャンネルカット結晶３６、３８の二つの反射
表面が入射Ｘ線ビーム４４に平行になっており、入射Ｘ
線ビーム４４は、チャンネルカット結晶３６、３８の二
つの反射表面の間を通り抜ける。（ｂ）のチャンネルカ
ット・モノクロメータ・コリメーションの状態では、第
１のチャンネルカット結晶３６が回転中心４０の回りに
所定角度だけ時計回りに回転する。（ｃ）の４結晶モノ
クロメータ・コリメーションの状態では、二つのチャン
ネルカット結晶３６、３８が回転中心４０、４２の回り
に互いに逆方向に所定角度だけ回転する。
ット・モノクロメータ・コリメーションと、４結晶モノ
クロメータ・コリメーションとの切り換えを、チャンネ
ルカット結晶を回転させるだけで実施して、チャンネル
カット結晶の移動機構を小型化すると共に、角度調整機
構としても兼用する。 【解決手段】 （ａ）のスリット・コリメーションの状
態では、チャンネルカット結晶３６、３８の二つの反射
表面が入射Ｘ線ビーム４４に平行になっており、入射Ｘ
線ビーム４４は、チャンネルカット結晶３６、３８の二
つの反射表面の間を通り抜ける。（ｂ）のチャンネルカ
ット・モノクロメータ・コリメーションの状態では、第
１のチャンネルカット結晶３６が回転中心４０の回りに
所定角度だけ時計回りに回転する。（ｃ）の４結晶モノ
クロメータ・コリメーションの状態では、二つのチャン
ネルカット結晶３６、３８が回転中心４０、４２の回り
に互いに逆方向に所定角度だけ回転する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線ビームを単
色化かつ平行化するためのチャンネルカット結晶をＸ線
回折装置の光学系に選択的に挿入できるようにした光学
系切換装置に関する。
色化かつ平行化するためのチャンネルカット結晶をＸ線
回折装置の光学系に選択的に挿入できるようにした光学
系切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はＸ線回折装置の入射Ｘ線ビームの
コリメーションを切り換えるための従来の光学系切換装
置の平面図である。図４（ａ）において、２個のチャン
ネルカット結晶１０、１２は退避位置にあり、入射Ｘ線
ビーム１４は二つのスリット１６、１８を通過すること
によりコリメーションされて、試料２０に入射する。図
４（ｂ）は、２個のチャンネルカット結晶１０、１２を
Ｘ線光路に挿入して、４結晶モノクロメータのコリメー
ション配置にしている。すなわち、チャンネルカット結
晶１０、１２を支持している移動台２２、２４を矢印２
６、２８に示すようにＸ線光路に垂直な方向に移動させ
て、チャンネルカット結晶１０、１２を光路に挿入す
る。また、チャンネルカット結晶１０、１２とＸ線ビー
ムとの間の角度調整は、チャンネルカット結晶１０、１
２の一方の反射表面１１、１３上に位置させた回転中心
の回りに移動台２２、２４を回転させることで実施す
る。さらに、一方のチャンネルカット結晶１０だけを図
４（ｂ）のようにＸ線光路に挿入して、他方のチャンネ
ルカット結晶１２を図４（ａ）の退避位置に残しておけ
ば、１個のチャンネルカット結晶からなるモノクロメー
タによるコリメーションとなる。
コリメーションを切り換えるための従来の光学系切換装
置の平面図である。図４（ａ）において、２個のチャン
ネルカット結晶１０、１２は退避位置にあり、入射Ｘ線
ビーム１４は二つのスリット１６、１８を通過すること
によりコリメーションされて、試料２０に入射する。図
４（ｂ）は、２個のチャンネルカット結晶１０、１２を
Ｘ線光路に挿入して、４結晶モノクロメータのコリメー
ション配置にしている。すなわち、チャンネルカット結
晶１０、１２を支持している移動台２２、２４を矢印２
６、２８に示すようにＸ線光路に垂直な方向に移動させ
て、チャンネルカット結晶１０、１２を光路に挿入す
る。また、チャンネルカット結晶１０、１２とＸ線ビー
ムとの間の角度調整は、チャンネルカット結晶１０、１
２の一方の反射表面１１、１３上に位置させた回転中心
の回りに移動台２２、２４を回転させることで実施す
る。さらに、一方のチャンネルカット結晶１０だけを図
４（ｂ）のようにＸ線光路に挿入して、他方のチャンネ
ルカット結晶１２を図４（ａ）の退避位置に残しておけ
ば、１個のチャンネルカット結晶からなるモノクロメー
タによるコリメーションとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すような従来
の光学系切換装置では、チャンネルカット結晶を光路に
垂直な方向に移動させているので、チャンネルカット結
晶を移動させるための機構が大きな空間を占領してお
り、Ｘ線回折装置の大型化を招いていた。また、このよ
うな従来機構を採用すると、チャンネルカット結晶を光
路に選択的に挿入するための並進駆動機構と、チャンネ
ルカット結晶をＸ線ビームに対して角度調整するための
回転駆動機構とが別個に必要であった。
の光学系切換装置では、チャンネルカット結晶を光路に
垂直な方向に移動させているので、チャンネルカット結
晶を移動させるための機構が大きな空間を占領してお
り、Ｘ線回折装置の大型化を招いていた。また、このよ
うな従来機構を採用すると、チャンネルカット結晶を光
路に選択的に挿入するための並進駆動機構と、チャンネ
ルカット結晶をＸ線ビームに対して角度調整するための
回転駆動機構とが別個に必要であった。
【０００４】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、チャンネルカット結
晶をＸ線光路に選択的に挿入するための駆動機構を小型
化すると共に、この駆動機構を角度調整機構とも兼用に
して構造の簡素化を図った光学系切換装置を提供するこ
とにある。
なされたものであり、その目的は、チャンネルカット結
晶をＸ線光路に選択的に挿入するための駆動機構を小型
化すると共に、この駆動機構を角度調整機構とも兼用に
して構造の簡素化を図った光学系切換装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明のチャンネルカ
ット結晶は、Ｘ線回折装置のＸ線源と試料との間に、Ｘ
線ビームの発散角を制限するスリット装置と、２個のチ
ャンネルカット結晶とを配置して、試料に入射するＸ線
ビームのコリメーションを、スリット装置によるコリメ
ーションと、１個のチャンネルカット結晶からなるモノ
クロメータによるコリメーションと、２個のチャンネル
カット結晶からなる４結晶モノクロメータによるコリメ
ーションとの間で切り換え可能にした光学系切換装置に
おいて、前記２個のチャンネルカット結晶のそれぞれ
は、回転中心の回りを回転することによって、Ｘ線ビー
ムに触れない退避位置と、二つの反射表面で順にＸ線ビ
ームが回折する回折位置との間で選択的に切り換え可能
であることを特徴としている。
ット結晶は、Ｘ線回折装置のＸ線源と試料との間に、Ｘ
線ビームの発散角を制限するスリット装置と、２個のチ
ャンネルカット結晶とを配置して、試料に入射するＸ線
ビームのコリメーションを、スリット装置によるコリメ
ーションと、１個のチャンネルカット結晶からなるモノ
クロメータによるコリメーションと、２個のチャンネル
カット結晶からなる４結晶モノクロメータによるコリメ
ーションとの間で切り換え可能にした光学系切換装置に
おいて、前記２個のチャンネルカット結晶のそれぞれ
は、回転中心の回りを回転することによって、Ｘ線ビー
ムに触れない退避位置と、二つの反射表面で順にＸ線ビ
ームが回折する回折位置との間で選択的に切り換え可能
であることを特徴としている。
【０００６】前記回転中心は、前記３種類のコリメーシ
ョンの切り換えに際して静止していて、Ｘ線源と試料の
照射点とを結ぶ光路から外れて位置している。前記退避
位置としては、チャンネルカット結晶の二つの反射表面
の間をＸ線ビームが通り抜けるような通過位置を選択で
きる。前記チャンネルカット結晶の二つの反射表面は互
いに平行にすることができ、その場合、前記二つの反射
表面がＸ線源と試料の照射点とを結ぶ光路に平行になっ
ている状態では、前記二つの反射表面とその延長面で挟
まれる領域の外側に前記回転中心を位置させるのが好ま
しい。
ョンの切り換えに際して静止していて、Ｘ線源と試料の
照射点とを結ぶ光路から外れて位置している。前記退避
位置としては、チャンネルカット結晶の二つの反射表面
の間をＸ線ビームが通り抜けるような通過位置を選択で
きる。前記チャンネルカット結晶の二つの反射表面は互
いに平行にすることができ、その場合、前記二つの反射
表面がＸ線源と試料の照射点とを結ぶ光路に平行になっ
ている状態では、前記二つの反射表面とその延長面で挟
まれる領域の外側に前記回転中心を位置させるのが好ま
しい。
【０００７】チャンネルカット結晶を退避位置と回折位
置の間で切り換えるには、回転中心の回りにチャンネル
カット結晶を回転させるだけで足り、光学系の切り換え
のための機構が小型化する。さらに、この回転駆動機構
は、チャンネルカット結晶の角度調整にも兼用できるの
で、チャンネルカット結晶の駆動機構が簡素化する。
置の間で切り換えるには、回転中心の回りにチャンネル
カット結晶を回転させるだけで足り、光学系の切り換え
のための機構が小型化する。さらに、この回転駆動機構
は、チャンネルカット結晶の角度調整にも兼用できるの
で、チャンネルカット結晶の駆動機構が簡素化する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の一形態
を示す平面図である。この実施形態はＸ線回折装置のＸ
線源から試料に至るまでの光学系を切り換えるものであ
る。図１（ａ）はスリット・コリメーションの状態、図
１（ｂ）はチャンネルカット・モノクロメータ・コリメ
ーションの状態、図１（ｃ）は４結晶モノクロメータ・
コリメーションの状態を示している。図１（ａ）におい
て、Ｘ線源と試料３０の間には互いの間隔をあけて配置
した１対のスリット３２、３４が配置されている。これ
らのスリット３２、３４の間には、互いに鏡面対称の関
係にある２個のチャンネルカット結晶３６、３８が配置
されている。チャンネルカット結晶３６、３８は、それ
ぞれ、対向する二つの平行な反射表面を備えている。そ
して、これらのチャンネルカット結晶３６、３８は、そ
れぞれ、回転中心４０、４２の回りを回転できる。図１
（ａ）の状態では、チャンネルカット結晶３６、３８
は、その反射表面が入射Ｘ線ビーム４４に平行になって
おり、入射Ｘ線ビーム４４は、チャンネルカット結晶３
６、３８の二つの反射表面の間を通り抜ける。チャンネ
ルカット結晶３６、３８のこのような状態を「通過位
置」と呼ぶことにする。この通過位置は、チャンネルカ
ット結晶３６、３８が入射Ｘ線ビーム４４に触れない位
置（退避位置）の一つの状態である。
を示す平面図である。この実施形態はＸ線回折装置のＸ
線源から試料に至るまでの光学系を切り換えるものであ
る。図１（ａ）はスリット・コリメーションの状態、図
１（ｂ）はチャンネルカット・モノクロメータ・コリメ
ーションの状態、図１（ｃ）は４結晶モノクロメータ・
コリメーションの状態を示している。図１（ａ）におい
て、Ｘ線源と試料３０の間には互いの間隔をあけて配置
した１対のスリット３２、３４が配置されている。これ
らのスリット３２、３４の間には、互いに鏡面対称の関
係にある２個のチャンネルカット結晶３６、３８が配置
されている。チャンネルカット結晶３６、３８は、それ
ぞれ、対向する二つの平行な反射表面を備えている。そ
して、これらのチャンネルカット結晶３６、３８は、そ
れぞれ、回転中心４０、４２の回りを回転できる。図１
（ａ）の状態では、チャンネルカット結晶３６、３８
は、その反射表面が入射Ｘ線ビーム４４に平行になって
おり、入射Ｘ線ビーム４４は、チャンネルカット結晶３
６、３８の二つの反射表面の間を通り抜ける。チャンネ
ルカット結晶３６、３８のこのような状態を「通過位
置」と呼ぶことにする。この通過位置は、チャンネルカ
ット結晶３６、３８が入射Ｘ線ビーム４４に触れない位
置（退避位置）の一つの状態である。
【０００９】このようなスリット・コリメーションを用
いる場合、受光側にはパラレルスリット（縦ソーラスリ
ット）を用いるのが一般的である。
いる場合、受光側にはパラレルスリット（縦ソーラスリ
ット）を用いるのが一般的である。
【００１０】図１（ｂ）では、第１のチャンネルカット
結晶３６が回転中心４０の回りに所定角度だけ時計回り
に回転して、入射Ｘ線ビーム４４がチャンネルカット結
晶３６の二つの反射表面で順に回折するような状態にあ
る。チャンネルカット結晶３６のこのような状態を「回
折位置」と呼ぶことにする。そして、チャンネルカット
結晶３６と入射Ｘ線ビーム４４とが所定の角度関係にな
るように調整するには、回転中心４０の回りの回転を利
用する。この角度調整は、入射Ｘ線ビーム４４を使って
反射Ｘ線４６の強度を測定することによって実施され
る。
結晶３６が回転中心４０の回りに所定角度だけ時計回り
に回転して、入射Ｘ線ビーム４４がチャンネルカット結
晶３６の二つの反射表面で順に回折するような状態にあ
る。チャンネルカット結晶３６のこのような状態を「回
折位置」と呼ぶことにする。そして、チャンネルカット
結晶３６と入射Ｘ線ビーム４４とが所定の角度関係にな
るように調整するには、回転中心４０の回りの回転を利
用する。この角度調整は、入射Ｘ線ビーム４４を使って
反射Ｘ線４６の強度を測定することによって実施され
る。
【００１１】図１（ｂ）において、第２のチャンネルカ
ット結晶３８は、回転中心４２の回りに時計回りに約９
０°だけ回転して、入射Ｘ線ビームの光路から大きく外
れている。チャンネルカット結晶３８のこのような状態
も「退避位置」の別の状態である。第２のチャンネルカ
ット結晶３８をこのように退避させるのは、図１（ａ）
の状態のままにしておくと、第１のチャンネルカット結
晶３６を回折してきたＸ線ビーム４６が第２のチャンネ
ルカット結晶３８にぶつかる恐れがあるからである。な
お、第１のチャンネルカット結晶３６で回折したＸ線ビ
ーム４６は、元のＸ線光路４８に対して平行移動するの
で、試料３０に近い側のスリット３４と、試料３０を搭
載しているゴニオメータも平行移動させる必要がある。
ット結晶３８は、回転中心４２の回りに時計回りに約９
０°だけ回転して、入射Ｘ線ビームの光路から大きく外
れている。チャンネルカット結晶３８のこのような状態
も「退避位置」の別の状態である。第２のチャンネルカ
ット結晶３８をこのように退避させるのは、図１（ａ）
の状態のままにしておくと、第１のチャンネルカット結
晶３６を回折してきたＸ線ビーム４６が第２のチャンネ
ルカット結晶３８にぶつかる恐れがあるからである。な
お、第１のチャンネルカット結晶３６で回折したＸ線ビ
ーム４６は、元のＸ線光路４８に対して平行移動するの
で、試料３０に近い側のスリット３４と、試料３０を搭
載しているゴニオメータも平行移動させる必要がある。
【００１２】図１（ｃ）では、二つのチャンネルカット
結晶３６、３８が回転中心４０、４２の回りに互いに逆
方向に所定角度だけ回転して、どちらも「回折位置」の
状態にある。第１のチャンネルカット結晶３６を通過し
たＸ線ビーム４６は、第２のチャンネルカット結晶３８
でさらに回折して、出てきたＸ線ビーム５０は、入射Ｘ
線ビーム４４と同一直線上にある。したがって、試料３
０側のスリット３４と、試料３０を搭載しているゴニオ
メータは、図１（ａ）のスリット・コリメーションの場
合と同じ位置でよい。
結晶３６、３８が回転中心４０、４２の回りに互いに逆
方向に所定角度だけ回転して、どちらも「回折位置」の
状態にある。第１のチャンネルカット結晶３６を通過し
たＸ線ビーム４６は、第２のチャンネルカット結晶３８
でさらに回折して、出てきたＸ線ビーム５０は、入射Ｘ
線ビーム４４と同一直線上にある。したがって、試料３
０側のスリット３４と、試料３０を搭載しているゴニオ
メータは、図１（ａ）のスリット・コリメーションの場
合と同じ位置でよい。
【００１３】図２（ａ）は図１で使っているチャンネル
カット結晶３６の平面図である。各部の寸法は次の通り
である。反射表面５１、５２を備える二つの直立部分に
ついて、その長さはＬ１＝９ｍｍ、Ｌ２＝２３ｍｍ、厚
さは共にＨ＝４ｍｍ、後退量Ｊ＝５ｍｍである。反射表
面５１、５２間の距離Ｄ＝５ｍｍである。反射表面５
１、５２が入射Ｘ線ビーム４４と平行になった状態での
一方の反射表面５１と入射Ｘ線ビーム４４との距離Ｇ＝
１ｍｍである。このチャンネルカット結晶の回転中心４
０は、反射表面５１、５２が入射Ｘ線ビーム４４と平行
になった状態において、入射Ｘ線ビーム４４から距離Ｅ
＝２．５ｍｍのところにあり、チャンネルカット結晶の
端面から距離Ｆ＝２．５ｍｍのところにある。したがっ
て、この実施例では、回転中心４０は平面図で見るとチ
ャンネルカット結晶の外形線の内側に位置している。図
１では回転中心４０、４２はチャンネルカット結晶３
６、３８の外形線の外側に位置するように描かれている
が、これは図面を見易くするためのものであり、実際は
図２（ａ）に示す位置にある。このチャンネルカット結
晶はゲルマニウムの単結晶で作られており、反射表面５
１、５２はＧｅ（１１０）面に平行になるようにカット
されている。そして、Ｇｅ（２２０）面とＧｅ（４４
０）面を回折面として利用している。Ｇｅ（２２０）面
でＸ線ビームを回折させるときはＸ線ビームに対してＧ
ｅ（２２０）面がθ＝２２．６°（２θ＝４５．２°）
になるようにチャンネルカット結晶の回転角度を調整す
る。また、Ｇｅ（４４０）面で回折させるときはＸ線ビ
ームに対してＧｅ（４４０）面がθ＝５０．２°（２θ
＝１００．４°）になるようにチャンネルカット結晶の
回転角度を調整する。
カット結晶３６の平面図である。各部の寸法は次の通り
である。反射表面５１、５２を備える二つの直立部分に
ついて、その長さはＬ１＝９ｍｍ、Ｌ２＝２３ｍｍ、厚
さは共にＨ＝４ｍｍ、後退量Ｊ＝５ｍｍである。反射表
面５１、５２間の距離Ｄ＝５ｍｍである。反射表面５
１、５２が入射Ｘ線ビーム４４と平行になった状態での
一方の反射表面５１と入射Ｘ線ビーム４４との距離Ｇ＝
１ｍｍである。このチャンネルカット結晶の回転中心４
０は、反射表面５１、５２が入射Ｘ線ビーム４４と平行
になった状態において、入射Ｘ線ビーム４４から距離Ｅ
＝２．５ｍｍのところにあり、チャンネルカット結晶の
端面から距離Ｆ＝２．５ｍｍのところにある。したがっ
て、この実施例では、回転中心４０は平面図で見るとチ
ャンネルカット結晶の外形線の内側に位置している。図
１では回転中心４０、４２はチャンネルカット結晶３
６、３８の外形線の外側に位置するように描かれている
が、これは図面を見易くするためのものであり、実際は
図２（ａ）に示す位置にある。このチャンネルカット結
晶はゲルマニウムの単結晶で作られており、反射表面５
１、５２はＧｅ（１１０）面に平行になるようにカット
されている。そして、Ｇｅ（２２０）面とＧｅ（４４
０）面を回折面として利用している。Ｇｅ（２２０）面
でＸ線ビームを回折させるときはＸ線ビームに対してＧ
ｅ（２２０）面がθ＝２２．６°（２θ＝４５．２°）
になるようにチャンネルカット結晶の回転角度を調整す
る。また、Ｇｅ（４４０）面で回折させるときはＸ線ビ
ームに対してＧｅ（４４０）面がθ＝５０．２°（２θ
＝１００．４°）になるようにチャンネルカット結晶の
回転角度を調整する。
【００１４】ところで、回転中心４０の位置を上述のよ
うにＥ＝２．５ｍｍ、Ｆ＝２．５ｍｍの位置に定めたの
は次のような理由による。図２（ｂ）はチャンネルカッ
ト結晶３６をＧｅ（２２０）反射の「回折位置」にした
状態を示す。また、図２（ｂ）はチャンネルカット結晶
３６をＧｅ（４４０）反射の「回折位置」にした状態を
示す。このチャンネルカット結晶３６はこのように二つ
の回折位置をとることができ、回折位置をどちらの状態
にしても、入射Ｘ線ビーム４４が最初の反射表面５１に
当たる位置があまり変化しないように、回転中心４０の
位置を定めている。
うにＥ＝２．５ｍｍ、Ｆ＝２．５ｍｍの位置に定めたの
は次のような理由による。図２（ｂ）はチャンネルカッ
ト結晶３６をＧｅ（２２０）反射の「回折位置」にした
状態を示す。また、図２（ｂ）はチャンネルカット結晶
３６をＧｅ（４４０）反射の「回折位置」にした状態を
示す。このチャンネルカット結晶３６はこのように二つ
の回折位置をとることができ、回折位置をどちらの状態
にしても、入射Ｘ線ビーム４４が最初の反射表面５１に
当たる位置があまり変化しないように、回転中心４０の
位置を定めている。
【００１５】次に、図１に示す３種類のビーム・コリメ
ーションの特徴について説明する。ビーム・コリメーシ
ョンの性能としては、そのコリメーションを通過して出
てきたＸ線ビームの有する波長、ビームの平行性、ビー
ムの強度の３点が挙げられる。図１（ａ）に示すスリッ
ト・コリメーションは、波長が非制限（どの波長でも通
過する）であり、平行性はある程度期待でき（ビームの
発散角度にして数ミリ・ラジアン程度）、得られる強度
は大きい。図１（ｂ）に示すチャンネルカット・モノク
ロメータ・コリメーションは、波長が単色化され（例え
ばＣｕＫαのＸ線源を利用する場合、波長の分散はΔλ
／λ＝３．８×１０マイナス４乗）、平行性が優れ（発
散角度は０．１ミリ・ラジアン程度）、強度は小さくな
る（スリット・コリメーションの１００分の１程度）。
図１（ｃ）に示す４結晶モノクロメータ・コリメーショ
ンは、波長の単色化が非常に優れ（例えばＣｕＫαのＸ
線ビームをＧｅ（４４０）面で回折させる場合、波長の
分散はΔλ／λ＝２．３×１０マイナス５乗）、平行性
も非常に優れ（発散角度は０．０１ミリ・ラジアン程
度）、強度は非常に小さくなる（チャンネルカット・モ
ノクロメータ・コリメーションのさらに１０分の１から
１００分の１程度）。したがって、コリメーションの選
択に当たっては、波長を単色化するか否か、強度を重視
するか、平行性や単色化を重視するかによって、測定内
容に応じた最適なコリメーションを選択することにな
る。
ーションの特徴について説明する。ビーム・コリメーシ
ョンの性能としては、そのコリメーションを通過して出
てきたＸ線ビームの有する波長、ビームの平行性、ビー
ムの強度の３点が挙げられる。図１（ａ）に示すスリッ
ト・コリメーションは、波長が非制限（どの波長でも通
過する）であり、平行性はある程度期待でき（ビームの
発散角度にして数ミリ・ラジアン程度）、得られる強度
は大きい。図１（ｂ）に示すチャンネルカット・モノク
ロメータ・コリメーションは、波長が単色化され（例え
ばＣｕＫαのＸ線源を利用する場合、波長の分散はΔλ
／λ＝３．８×１０マイナス４乗）、平行性が優れ（発
散角度は０．１ミリ・ラジアン程度）、強度は小さくな
る（スリット・コリメーションの１００分の１程度）。
図１（ｃ）に示す４結晶モノクロメータ・コリメーショ
ンは、波長の単色化が非常に優れ（例えばＣｕＫαのＸ
線ビームをＧｅ（４４０）面で回折させる場合、波長の
分散はΔλ／λ＝２．３×１０マイナス５乗）、平行性
も非常に優れ（発散角度は０．０１ミリ・ラジアン程
度）、強度は非常に小さくなる（チャンネルカット・モ
ノクロメータ・コリメーションのさらに１０分の１から
１００分の１程度）。したがって、コリメーションの選
択に当たっては、波長を単色化するか否か、強度を重視
するか、平行性や単色化を重視するかによって、測定内
容に応じた最適なコリメーションを選択することにな
る。
【００１６】次に、上述の３種類のビーム・コリメーシ
ョンの代表的な用途について説明する。図１（ａ）に示
すスリット・コリメーションは、一般的に多結晶試料の
Ｘ線回折に利用され、試料の同定、極点図測定、応力測
定等に利用される。図１（ｂ）に示すチャンネルカット
・モノクロメータ・コリメーションは、超格子の周期測
定、薄膜の厚さ測定、表面界面の粗さ測定等に利用され
る。図１（ｃ）に示す４結晶モノクロメータ・コリメー
ションは、典型的には、完全性の高い単結晶試料のＸ線
回折に利用され、混晶の格子定数のミスマッチ量（格子
定数の不整合量）の測定、単結晶の格子定数の絶対値測
定、単結晶の完全性評価等に利用される。
ョンの代表的な用途について説明する。図１（ａ）に示
すスリット・コリメーションは、一般的に多結晶試料の
Ｘ線回折に利用され、試料の同定、極点図測定、応力測
定等に利用される。図１（ｂ）に示すチャンネルカット
・モノクロメータ・コリメーションは、超格子の周期測
定、薄膜の厚さ測定、表面界面の粗さ測定等に利用され
る。図１（ｃ）に示す４結晶モノクロメータ・コリメー
ションは、典型的には、完全性の高い単結晶試料のＸ線
回折に利用され、混晶の格子定数のミスマッチ量（格子
定数の不整合量）の測定、単結晶の格子定数の絶対値測
定、単結晶の完全性評価等に利用される。
【００１７】図３は受光側に配置したチャンネルカット
結晶を示す平面図である。すなわち、受光スリット５４
とＸ線検出器５８の間にチャンネルカット結晶６０を配
置している。図３（ａ）の状態ではチャンネルカット結
晶６０が「通過位置」にあり、試料３０で回折したＸ線
ビーム５６はチャンネルカット結晶６０の二つの反射表
面の間を通り抜ける。図３（ｂ）の状態では、チャンネ
ルカット結晶６０が回転中心６２の回りに半時計方向に
回転して「回折位置」の状態にある。このとき、回折Ｘ
線ビーム５６はチャンネルカット結晶６０の二つの反射
表面で順に反射して、Ｘ線検出器５８に入る。この場
合、回折Ｘ線ビーム５６はチャンネルカット結晶６０を
出て来ると平行移動しているので、Ｘ線検出器５８を光
軸に垂直な方向にシフトさせる必要がある。ところで、
このように受光側に挿入したチャンネルカット結晶はア
ナライザ結晶と呼ばれる。
結晶を示す平面図である。すなわち、受光スリット５４
とＸ線検出器５８の間にチャンネルカット結晶６０を配
置している。図３（ａ）の状態ではチャンネルカット結
晶６０が「通過位置」にあり、試料３０で回折したＸ線
ビーム５６はチャンネルカット結晶６０の二つの反射表
面の間を通り抜ける。図３（ｂ）の状態では、チャンネ
ルカット結晶６０が回転中心６２の回りに半時計方向に
回転して「回折位置」の状態にある。このとき、回折Ｘ
線ビーム５６はチャンネルカット結晶６０の二つの反射
表面で順に反射して、Ｘ線検出器５８に入る。この場
合、回折Ｘ線ビーム５６はチャンネルカット結晶６０を
出て来ると平行移動しているので、Ｘ線検出器５８を光
軸に垂直な方向にシフトさせる必要がある。ところで、
このように受光側に挿入したチャンネルカット結晶はア
ナライザ結晶と呼ばれる。
【００１８】アナライザ結晶は、受光側での２θ分解能
を向上させるためのものであり、例えば、Ｇｅ（２２
０）面を使うときを例にとると、受け入れ可能な２θ幅
（２θ分解能）を１２秒程度と非常に狭くすることがで
きる。このアナライザ結晶は、一般的に、入射側のチャ
ンネルカット・モノクロメータ・コリメーションまたは
４結晶モノクロメータ・コリメーションと組み合わせて
利用される。
を向上させるためのものであり、例えば、Ｇｅ（２２
０）面を使うときを例にとると、受け入れ可能な２θ幅
（２θ分解能）を１２秒程度と非常に狭くすることがで
きる。このアナライザ結晶は、一般的に、入射側のチャ
ンネルカット・モノクロメータ・コリメーションまたは
４結晶モノクロメータ・コリメーションと組み合わせて
利用される。
【００１９】チャンネルカット結晶の材質としては、ゲ
ルマニウムやシリコンが代表的であり、反射面として
は、Ｇｅ（２２０）面、Ｇｅ（４４０）面、Ｓｉ（４０
０）面、Ｓｉ（２２０）面、Ｓｉ（１１１）面、Ｓｉ
（３３３）面などが使われる。
ルマニウムやシリコンが代表的であり、反射面として
は、Ｇｅ（２２０）面、Ｇｅ（４４０）面、Ｓｉ（４０
０）面、Ｓｉ（２２０）面、Ｓｉ（１１１）面、Ｓｉ
（３３３）面などが使われる。
【００２０】
【発明の効果】この発明の光学系切換装置は、スリット
・コリメーションと、チャンネルカット・モノクロメー
タ・コリメーションと、４結晶モノクロメータ・コリメ
ーションとの切り換えを、チャンネルカット結晶を回転
させるだけで実施しており、光学系の切り換えのための
駆動機構が小型化する。さらに、この回転駆動機構は、
チャンネルカット結晶の角度調整にも兼用できるので、
チャンネルカット結晶の駆動機構が簡素化する。
・コリメーションと、チャンネルカット・モノクロメー
タ・コリメーションと、４結晶モノクロメータ・コリメ
ーションとの切り換えを、チャンネルカット結晶を回転
させるだけで実施しており、光学系の切り換えのための
駆動機構が小型化する。さらに、この回転駆動機構は、
チャンネルカット結晶の角度調整にも兼用できるので、
チャンネルカット結晶の駆動機構が簡素化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す平面図である。
【図２】チャンネルカット結晶の平面図である。
【図３】この発明の別の実施形態の正面図である。
【図４】従来の光学系切換装置の平面図である。
３０ 試料 ３２、３４ スリット ３６、３８ チャンネルカット結晶 ４０、４２ 回転中心 ４４ 入射Ｘ線ビーム ４６ 反射Ｘ線ビーム ４８ 元のＸ線光路 ５０ 出射Ｘ線ビーム ５１、５２ 反射表面
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｘ線回折装置のＸ線源と試料との間に、
Ｘ線ビームの発散角を制限するスリット装置と、２個の
チャンネルカット結晶とを配置して、試料に入射するＸ
線ビームのコリメーションを、スリット装置によるコリ
メーションと、１個のチャンネルカット結晶からなるモ
ノクロメータによるコリメーションと、２個のチャンネ
ルカット結晶からなる４結晶モノクロメータによるコリ
メーションとの間で切り換え可能にした光学系切換装置
において、 前記２個のチャンネルカット結晶のそれぞれは、回転中
心の回りを回転することによって、Ｘ線ビームに触れな
い退避位置と、二つの反射表面で順にＸ線ビームが回折
する回折位置との間で選択的に切り換え可能であること
を特徴とする光学系切換装置。 - 【請求項２】 前記回転中心は、前記３種類のコリメー
ションの切り換えに際して静止していて、Ｘ線源と試料
の照射点とを結ぶ光路から外れて位置していることを特
徴とする請求項１記載の光学系切換装置。 - 【請求項３】 前記退避位置として、前記チャンネルカ
ット結晶の二つの反射表面の間をＸ線ビームが通り抜け
るような通過位置を選択できることを特徴とする請求項
２記載の光学系切換装置。 - 【請求項４】 前記チャンネルカット結晶の二つの反射
表面は互いに平行であり、前記二つの反射表面がＸ線源
と試料の照射点とを結ぶ光路に平行になっている状態で
は、前記二つの反射表面とその延長面で挟まれる領域の
外側に前記回転中心が位置することを特徴とする請求項
３記載の光学系切換装置。 - 【請求項５】 Ｘ線回折装置の光学系の途中にチャンネ
ルカット結晶を配置して、このチャンネルカット結晶の
位置を変更することによりＸ線ビームの経路を切り換え
可能にした光学系切換装置において、 前記チャンネルカット結晶は、回転中心の回りを回転す
ることによって、Ｘ線ビームに触れない退避位置と、チ
ャンネルカット結晶の二つの反射表面で順にＸ線ビーム
が回折する回折位置との間で選択的に切り換え可能であ
ることを特徴とする光学系切換装置。 - 【請求項６】 前記退避位置として、前記チャンネルカ
ットの二つの反射表面の間をＸ線ビームが通り抜けるよ
うな通過位置を選択できることを特徴とする請求項５記
載の光学系切換装置。 - 【請求項７】 前記チャンネルカット結晶は、試料とＸ
線検出装置との間に配置されていることを特徴とする請
求項５または６に記載の光学系切換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22119195A JP3468623B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | Ｘ線回折装置の光学系切換装置 |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949811A true JPH0949811A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3468623B2 JP3468623B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=16762905
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22119195A Expired - Fee Related JP3468623B2 (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | Ｘ線回折装置の光学系切換装置 |
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534675A (ja) * | 1999-01-07 | 2002-10-15 | ユーロペーイシェ ラボラトリウム フュール モレキュラーバイオロジー（イーエムビーエル） | 試料精密回転装置 |
| US6574306B2 (en) | 2000-05-31 | 2003-06-03 | Rigaku Corporation | Channel-cut monochromator |
| JP2006284210A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Rigaku Corp | Ｘ線単結晶評価装置 |
| WO2006130182A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Osmic, Inc. | Two-dimensional small angle x-ray scattering camera |
| JP2008008785A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Rigaku Corp | Ｘ線分光測定方法およびｘ線分光装置 |
| JP2009536717A (ja) * | 2006-01-24 | 2009-10-15 | ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル | 多色性分布を持つｘ線ビームを用いて対象物の画像を検知するシステムと方法 |
| US7684543B2 (en) | 2005-06-30 | 2010-03-23 | Rigaku Corporation | X-ray beam conditioning device and X-ray analysis apparatus |
| JP2013508683A (ja) * | 2009-10-14 | 2013-03-07 | リガク イノベイティブ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 多重配置ｘ線光学装置 |
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| US8971488B2 (en) | 2008-12-01 | 2015-03-03 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Systems and methods for detecting an image of an object using multi-beam imaging from an X-ray beam having a polychromatic distribution |
| WO2015146287A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 株式会社リガク | ビーム生成ユニットおよびｘ線小角散乱装置 |
| DE102015226101A1 (de) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Bruker Axs Gmbh | Röntgenoptik-Baugruppe mit Umschaltsystem für drei Strahlpfade und zugehöriges Röntgendiffraktometer |
| US10180473B2 (en) | 2016-03-04 | 2019-01-15 | Bruker Biospin Gmbh | Low-stray-field permanent magnet arrangement for MR apparatuses |
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| EP3588068A2 (en) | 2018-06-29 | 2020-01-01 | Rigaku Corporation | X-ray analysis device and method for optical axis alignment thereof |
| US10976268B2 (en) | 2018-04-23 | 2021-04-13 | Bruker Technologies Ltd. | X-ray source optics for small-angle X-ray scatterometry |
| US11181490B2 (en) | 2018-07-05 | 2021-11-23 | Bruker Technologies Ltd. | Small-angle x-ray scatterometry |
| US11781999B2 (en) | 2021-09-05 | 2023-10-10 | Bruker Technologies Ltd. | Spot-size control in reflection-based and scatterometry-based X-ray metrology systems |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3919775B2 (ja) | 2004-07-15 | 2007-05-30 | 株式会社リガク | Ｘ線反射率測定方法及び装置 |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP22119195A patent/JP3468623B2/ja not_active Expired - Fee Related
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