JPH10319196A - Device for adjusting optical axis of x rays - Google Patents

Device for adjusting optical axis of x rays

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JPH10319196A
JPH10319196A JP12524897A JP12524897A JPH10319196A JP H10319196 A JPH10319196 A JP H10319196A JP 12524897 A JP12524897 A JP 12524897A JP 12524897 A JP12524897 A JP 12524897A JP H10319196 A JPH10319196 A JP H10319196A
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JP
Japan
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ray
optical axis
ray beam
shield
adjusting device
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Application number
JP12524897A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Hasegawa
正樹 長谷川
Yasuharu Hirai
康晴 平井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to identify detailed intensity profiles of X-ray beams and positions of beam paths with a precision of 1 mm or less. SOLUTION: By varying the intensity of an X-ray beam 1 of an X-ray domain while shielding it little by little against soft X rays with board 2 with a sharp knife edge and a wire, the distribution of beam intensity is measured, the central position of the beam is accurately measured and the position of the X-ray beam 1 is marked with the same accuracy in a space with the position of the edge. This makes it possible to measure an actual path of an X-ray beam accurately and easily and adjust each optical component of a beam line device quickly and accurately.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軟X線からX線領
域のX線ビームのビームライン装置にかかわり、ビーム
ラインを構成する光学素子の光軸合わせを行うための技
術に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam line apparatus for an X-ray beam in the range from soft X-rays to X-rays, and relates to a technique for adjusting the optical axis of an optical element constituting a beam line.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子あるいは陽電子蓄積リングからの放
射光や、レーザープラズマX線源からの軟X線からX線
領域の光(以下X線と略す)を利用するため、試料上に
効率良くX線を導くために設置されるビームライン装置
では、様々な形状の反射鏡や回折格子分光器、二結晶分
光器、あるいはスリットやピンホール、フィルターなど
の多くの光学コンポーネントが使われる。これらの光学
コンポーネントは測定に適した物理的性質をもったX線
を効率的に導くために、設計された配置通りに設置され
なければならない。光学コンポーネントの設置のために
は、光源からのX線、あるいは、一つまたは複数の光学
コンポーネントを経た後のX線が、実際にどのようなパ
スを通っているか空間的にどの様な強度分布を持ってい
るかを把握することが不可欠である。
2. Description of the Related Art Emission light from an electron or positron storage ring and light in a soft X-ray to X-ray region (hereinafter abbreviated as X-ray) from a laser plasma X-ray source are used to efficiently place X-rays on a sample. Beamline devices installed to guide the lines use many optical components, such as reflectors, diffraction grating spectrographs, double crystal spectrometers, slits, pinholes, and filters of various shapes. These optical components must be placed in a designed arrangement in order to efficiently guide X-rays with physical properties suitable for measurement. For the installation of optical components, the spatial distribution of the intensity distribution of the X-rays from the light source or the X-rays that have passed through one or more optical components actually pass through It is essential to know what you have.

【0003】X線は目視できないため、通常の可視光に
よる光学実験と異なる方法が必要である 。また、偏向
電磁石からの放射光は可視光成分が存在するため、蓄積
リングと真空的につながっている軟X線用ビームライン
等では、この可視光を使って荒い光軸合わせを行うこと
が可能であるが、真のX線強度分布は可視光の強度分布
と異なるために測定できない。また、Beフィルター等が
設置され可視光が遮断されてしまう硬X線ビームライン
や、飛散粒子の分析室内への侵入を防ぐためフィルター
が設けられるレーザープラズマX線源等では、光源から
の可視光成分も利用できない。このため、ビームライン
光学コンポーネントの光軸合わせを行うためにはX線自
体の通るパスを測定する必要がある。また、放射光可視
光成分を利用し得るビームラインにおいても、実際にX
線のパスを正確に把握することは、光学コンポーネント
設置の最適化、特に分光器等の設置のためには重要なこ
とである。これまで、X線を利用するための、光学コン
ポーネント光軸合わせにおいては、蛍光板などを光路上
に設置し、X線を可視化することによって行われてき
た。あるいは、この方法により判明したX線パスの凡そ
の位置や設計上の光路を頼りに、オートレベルなど測量
機器を用いて反射鏡などの設置を行っていた。
[0003] Since X-rays cannot be visually observed, a method different from ordinary optical experiments using visible light is required. In addition, since the emitted light from the bending electromagnet has a visible light component, it is possible to perform rough optical axis alignment using this visible light on a soft X-ray beam line that is vacuum-connected to the storage ring. However, it cannot be measured because the true X-ray intensity distribution is different from the visible light intensity distribution. In the case of a hard X-ray beam line where a Be filter or the like is installed to block visible light, or a laser plasma X-ray source where a filter is installed to prevent scattered particles from entering the analysis chamber, the visible light from the light source is used. No ingredients are available. For this reason, it is necessary to measure the path through which the X-rays pass in order to align the optical axis of the beamline optical component. Also, in a beam line that can use the emitted light visible light component,
Accurately grasping the path of a line is important for optimizing the installation of optical components, particularly for installing a spectroscope or the like. Up to now, optical component alignment for using X-rays has been performed by installing a fluorescent plate or the like on an optical path and visualizing the X-rays. Alternatively, a surveying instrument such as an automatic level is used to install a reflector or the like, relying on the approximate position of the X-ray path found by this method and the optical path in the design.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】X線源が高輝度化され
たり、あるいはスリット等でビーム形状を整形してビー
ム断面形状をサブmmサイズ以下にする場合、蛍光板によ
ってX線を可視化する方法では、1mm以下の精度で詳細
な強度プロファイルやビームパスの位置を知ることが困
難であった。また、放射線防護の観点から、X線発生中
の蛍光板の観察はカメラなどを通した観察となり、さら
に詳細に強度分布のピーク位置をもとめることは困難で
ある。また、設計上のビームパスは、光学素子の製作精
度などにより実際のビームパスと一致しないことがあ
り、最適の設置を行うまでに膨大な労力と時間がかかっ
ていた。
In the case where the X-ray source has high brightness or the beam shape is reduced to a sub-mm size or less by shaping the beam shape with a slit or the like, the method of visualizing the X-ray by the fluorescent plate is not used. It was difficult to know the detailed intensity profile and the position of the beam path with an accuracy of 1 mm or less. From the viewpoint of radiation protection, observation of the fluorescent screen during X-ray generation is performed through a camera or the like, and it is difficult to determine the peak position of the intensity distribution in more detail. Further, the designed beam path may not coincide with the actual beam path due to the manufacturing accuracy of the optical element or the like, and it takes enormous effort and time to perform the optimal installation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】軟X線からX線領域のX
線ビームを、鋭利なナイフエッヂを持った板やワイヤー
などのX線遮蔽体で少しずつ遮蔽していきながら、X線
ビーム強度の変化を図ることにより、mmより良い精度で
X線ビーム強度分布を計測し、かつ最も強度の高い位
置、すなわちビームの中心位置をmmより良い精度で計測
した後、エッヂの位置を以てX線ビーム位置を空間中に
マークする。
SUMMARY OF THE INVENTION In the range from soft X-rays to X-rays,
X-ray beam intensity distribution with better accuracy than mm by changing the X-ray beam intensity while gradually shielding the X-ray beam with an X-ray shield such as a plate or wire with a sharp knife edge After measuring the position of the highest intensity, that is, the center position of the beam with an accuracy of better than mm, the position of the X-ray beam is marked in space with the position of the edge.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

<実施例1>本発明の主たる構成要素である、軟X線か
らX線領域のX線ビーム(以下X線ビームと略す)の強
度プロファイル測定装置を、X線ビームの鉛直方向プロ
ファイル測定を例として説明する。図1は光源から発生
したX線ビーム1が図中左から右へと通っている様子を
水平方向から眺めた図である。X線ビームは実際には真
空パイプ中を通っているが、本図では省略してある。ま
た、放射線防護のための遮蔽物等も省略した。このX線
ビームの鉛直方向の強度プロファイルを測定するために
は、例えば、鋭利なナイフエッヂを持ったエッヂ板2が
X線ビーム上方あるいは下方から鉛直軸に沿って、X線
ビームを遮るように移動させる。エッヂ板2は導電性材
料(例えばSUS304やアルミ材)で製作され、また絶縁物
3を介して支持部材4に設置されている。また、エッヂ
板2の光源側には、放射光ビームの照射による光電子発
生がより効果的に起こるよう、Au、Pt、AgなどのX線に
対して光電離の断面積の大きい材料の膜5を蒸着等の方
法によって形成しておいてもよい。好まれる実施例とし
ては、真空蒸着法によりAuを厚み1000〜2000Å程度つけ
ればよい。エッヂ板2がX線ビーム1を遮ると、光電子
6が発生する。エッヂ板2は絶縁されて取り付けられて
いるので、信号線7を通って電流が流れ、この電流を電
流計8で測定する。
<Example 1> An example of an apparatus for measuring an intensity profile of an X-ray beam in the range from soft X-rays to X-rays (hereinafter abbreviated as X-ray beam), which is a main component of the present invention, is an example of measuring a vertical profile of an X-ray beam. It will be described as. FIG. 1 is a diagram showing a state in which an X-ray beam 1 generated from a light source passes from left to right in the figure as viewed from a horizontal direction. Although the X-ray beam actually passes through the vacuum pipe, it is omitted in this drawing. Shielding materials for radiation protection are also omitted. In order to measure the vertical intensity profile of the X-ray beam, for example, an edge plate 2 having a sharp knife edge is arranged so as to block the X-ray beam from above or below the X-ray beam along the vertical axis. Move. The edge plate 2 is made of a conductive material (for example, SUS304 or aluminum), and is installed on a support member 4 via an insulator 3. On the light source side of the edge plate 2, a film 5 of a material having a large cross-sectional area of photoionization with respect to X-rays such as Au, Pt, Ag, etc. is formed so that photoelectron generation by irradiation of a radiated light beam occurs more effectively. May be formed by a method such as vapor deposition. In a preferred embodiment, Au may be formed to a thickness of about 1000 to 2000 mm by a vacuum evaporation method. When the edge plate 2 blocks the X-ray beam 1, photoelectrons 6 are generated. Since the edge plate 2 is attached insulated, a current flows through the signal line 7, and this current is measured by the ammeter 8.

【0007】エッヂ板2を図中矢印の方向に進ませなが
ら、エッヂ板2を流れる電流を測り、エッヂ板2の移動
量と電流計8の測定値をプロットすると、図2のような
曲線が得られる。始めエッヂ板2のナイフエッヂがX線
ビーム1にかかっていないときは、ノイズ成分を除いて
電流量にほとんど変化はない。これが図2中、領域1と
斜線を施した領域である。エッヂ板2のナイフエッヂが
X線ビーム1を遮り始めると、X線ビーム1を遮った量
および強度に応じて電流量は増加する。これが図2中、
領域2と斜線を施した領域である。完全にエッヂ板2が
X線ビーム1を遮ってしまうと、エッヂ板2の移動量に
関係なく、X線ビーム1の全強度に応じた電流が流れ続
ける。これが図2中、領域3と斜線を施した領域であ
る。
When the current flowing through the edge plate 2 is measured while moving the edge plate 2 in the direction of the arrow in the figure, and the amount of movement of the edge plate 2 and the measured value of the ammeter 8 are plotted, a curve as shown in FIG. can get. When the knife edge of the edge plate 2 is not initially exposed to the X-ray beam 1, the current amount hardly changes except for noise components. This is the area shaded with area 1 in FIG. When the knife edge of the edge plate 2 begins to block the X-ray beam 1, the amount of current increases according to the amount and intensity of the blockage of the X-ray beam 1. This is shown in FIG.
This is an area shaded with the area 2. When the edge plate 2 completely blocks the X-ray beam 1, a current corresponding to the total intensity of the X-ray beam 1 continues to flow regardless of the amount of movement of the edge plate 2. This is the area shaded with the area 3 in FIG.

【0008】この曲線は、エッヂ板2の移動機構として
モーター付直進導入器9を設置し、このモーター付直進
導入器9のドライバー10をコントロールするコントロ
ーラー11を、コンピューター12により制御し、か
つ、電流計8もコンピューター12によって制御するこ
とにより、非常に簡便かつ、迅速に得ることができる。
また、遠隔操作に何の支障もないため、放射線防護上、
人が立ち入れない場合においても、X線ビーム1の詳細
な強度プロファイルを得ることができる。この曲線をエ
ッヂ板2の移動量でコンピューター12により数値的に
微分すると、図3に示した、X線ビーム1の強度プロフ
ァイルを得ることができる。この強度プロファイルのピ
ーク位置がこのX線ビーム1のパスの中心位置である。
この様にして求めた強度プロファイルの精度はエッヂ板
移動の移動量の精度で決まっており、エッヂ板の移動を
ステッピングモーターなどを用いて行えばミクロンオー
ダーの精度で決定できる。さらに、ピエゾ素子との併用
により、ナノメーターオーダーの精度も不可能ではな
い。
[0008] This curve is obtained by installing a motor-driven straight introducer 9 as a moving mechanism of the edge plate 2, controlling a controller 11 for controlling a driver 10 of the motor-directed straight introducer 9 by a computer 12, and controlling the current. The total 8 can also be obtained very simply and quickly by being controlled by the computer 12.
In addition, since there is no hindrance to remote control, radiation protection,
Even when a person cannot enter, a detailed intensity profile of the X-ray beam 1 can be obtained. When this curve is numerically differentiated by the computer 12 with the movement amount of the edge plate 2, the intensity profile of the X-ray beam 1 shown in FIG. 3 can be obtained. The peak position of this intensity profile is the center position of this X-ray beam 1 path.
The accuracy of the intensity profile obtained in this way is determined by the accuracy of the movement amount of the edge plate movement, and can be determined with a micron-order accuracy by moving the edge plate using a stepping motor or the like. Furthermore, by using the piezo element in combination, the accuracy of the order of nanometer is not impossible.

【0009】エッヂ板2の移動量についてのデータをコ
ンピュータ12に記憶させておけば、X線ビーム1の通
る位置を後から何度でも、知ることができる。また、コ
ンピューター12に記憶されたX線ビーム1の中心位置
に再びエッヂ板2のナイフエッヂを移動させれば、X線
ビーム1の位置を空間中にマーキングすることができ、
X線ビーム1の位置測定のデータを、レーザー光導入や
オートレベルによる観察など、可視光を用いた調整に容
易に利用することができる。X線ビーム1の位置および
強度プロファイル測定用のナイフエッヂシステムと、ビ
ーム位置マーキング用のナイフエッヂシステムを、各々
独立のナイフエッヂシステムとして構成してもよい。
If data on the movement amount of the edge plate 2 is stored in the computer 12, the position through which the X-ray beam 1 passes can be known any number of times later. If the knife edge of the edge plate 2 is moved again to the center position of the X-ray beam 1 stored in the computer 12, the position of the X-ray beam 1 can be marked in space.
The data of the position measurement of the X-ray beam 1 can be easily used for adjustment using visible light, such as introduction of a laser beam or observation using an automatic level. The knife edge system for measuring the position and intensity profile of the X-ray beam 1 and the knife edge system for beam position marking may be configured as independent knife edge systems.

【0010】本発明によれば、X線ビームのパスを精度
良くかつ簡便に測定でき、ビームライン装置の各光学コ
ンポーネントの調整を素早くかつ精度良く行うことがで
きる。
According to the present invention, the path of the X-ray beam can be measured accurately and easily, and the adjustment of each optical component of the beam line device can be performed quickly and accurately.

【0011】<実施例2>本実施例はX線遮蔽体として
エッヂ板ではなくワイヤーを用いた例である。図4は図
1と同様の図である。このX線ビームの鉛直方向の強度
プロファイルを測定するためには、ワイヤー13がX線
ビーム上方あるいは下方から鉛直軸に沿って、X線ビー
ム1を遮るように移動させる。ワイヤー13は導電性線
材で製作され、また絶縁物14を介して支持部材15に
設置されている。また、ワイヤー13は、X線ビームの
照射による光電子発生がより効果的に起こるよう、Au、
Pt、Agなど軟X線からX線領域の光に対して光電離の断
面積の大きい材料で製作するとよい。あるいは、ワイヤ
ー13にこれらの材料の被膜を形成しておいてもよい。
ワイヤー13がX線ビーム1を遮ると、光電子5が発生
する。ワイヤー13は絶縁されているので、信号線7を
通って電流が流れ、この電流を電流計8で測定する。そ
の他の構成は実施例1と同様である。
<Embodiment 2> This embodiment is an example using a wire instead of an edge plate as an X-ray shield. FIG. 4 is a view similar to FIG. In order to measure the vertical intensity profile of the X-ray beam, the wire 13 is moved from above or below the X-ray beam along the vertical axis so as to block the X-ray beam 1. The wire 13 is made of a conductive wire and is installed on a support member 15 via an insulator 14. Also, the wires 13 are made of Au, so that photoelectrons are more effectively generated by irradiation of the X-ray beam.
It is preferable to use a material such as Pt or Ag, which has a large cross section for photoionization with respect to light in the soft X-ray to X-ray region. Alternatively, a coating of these materials may be formed on the wire 13.
When the wire 13 blocks the X-ray beam 1, photoelectrons 5 are generated. Since the wire 13 is insulated, a current flows through the signal line 7, and this current is measured by the ammeter 8. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0012】まず、ワイヤー13の径がX線ビームの幅
よりも充分大きい場合については、実施例1と同様の操
作でビームの位置とプロファイルとを求めることができ
る。ワイヤー13の径がX線ビーム1の幅よりも充分小
さい場合は、ワイヤー13を図4中矢印の方向に進ませ
ながら、ワイヤー13を流れる電流を測り、ワイヤー1
3の移動量と電流計7の測定値をプロットすることによ
り、図3の曲線と同じ曲線を直接得ることができる。そ
の場合、強度プロファイルの位置精度はワイヤー13の
太さで決定される。
First, when the diameter of the wire 13 is sufficiently larger than the width of the X-ray beam, the beam position and the profile can be obtained by the same operation as in the first embodiment. When the diameter of the wire 13 is sufficiently smaller than the width of the X-ray beam 1, the current flowing through the wire 13 is measured while the wire 13 is advanced in the direction of the arrow in FIG.
By plotting the movement amount of No. 3 and the measured value of the ammeter 7, the same curve as the curve of FIG. 3 can be directly obtained. In that case, the position accuracy of the intensity profile is determined by the thickness of the wire 13.

【0013】本発明によれば、信号の微分あるいは差分
をとることなく、X線ビームのパスを精度良くかつ簡便
に測定でき、ビームライン装置の各光学コンポーネント
の調整を素早くかつ精度良く行うことができる。
According to the present invention, the path of an X-ray beam can be measured accurately and easily without taking the differentiation or difference of a signal, and the adjustment of each optical component of the beam line device can be performed quickly and accurately. it can.

【0014】<実施例3>実施例1では、X線ビーム1
の鉛直方向の位置と強度分布を求めることができたが、
水平方向の位置および強度分布については測定すること
ができなかった。図5に示した実施例は、実施例1にお
けるナイフエッヂシステムを2軸利用し、X線ビーム1
の鉛直、水平両方向の位置と強度プロファイルを求める
ための構成である。X線ビーム1が進む方向をy軸と
し、鉛直方向をz軸、水平方向をx軸としたとき、実施例
1のエッヂ板2の移動がx軸、z軸に沿うように設置して
ある。その他の電流測定系やエッヂ板駆動系は実施例1
と同様なので省略してある。エッヂ板2の代わりにワイ
ヤー13を用いる場合も全く同様に構成することができ
る。
<Embodiment 3> In Embodiment 1, the X-ray beam 1
Vertical position and intensity distribution of
The horizontal position and intensity distribution could not be measured. The embodiment shown in FIG. 5 uses the knife edge system of the first embodiment in two axes, and
This is a configuration for obtaining the position and intensity profile in both the vertical and horizontal directions. When the direction in which the X-ray beam 1 travels is the y-axis, the vertical direction is the z-axis, and the horizontal direction is the x-axis, the edge plate 2 of the first embodiment is set so as to move along the x-axis and the z-axis. . Other current measurement systems and edge plate drive systems are described in Example 1.
It is omitted because it is the same as. When the wire 13 is used in place of the edge plate 2, the structure can be exactly the same.

【0015】本実施例によればX線ビームの鉛直、水平
両方向の位置および強度プロファイルを測定することが
できる。
According to this embodiment, the position and intensity profile of the X-ray beam in both the vertical and horizontal directions can be measured.

【0016】<実施例4>実施例3においては、エッヂ
板やワイヤーといったX線遮蔽体を2個使い、2方向か
ら導入していた。この場合、真空チャンバへの導入ポー
トが2つ必要である。しかしながら、真空ゲージポート
等、他の真空コンポーネントとの共用が必要であると
き、できるだけ占有するポートを少なくする必要があ
る。そこで、図6(a)に示すように1枚の板16に鉛
直、水平両方向のエッヂ17が形成されているようなエ
ッヂ板を用いれば、鉛直上方から1つの真空ポートを介
して導入し、図中x軸およびz軸方向に2次元的に動かす
ことにより、X線ビームの位置と強度分布を鉛直、水平
両方向で測定することができる。
<Embodiment 4> In Embodiment 3, two X-ray shields such as an edge plate and a wire are used and introduced from two directions. In this case, two introduction ports to the vacuum chamber are required. However, when sharing with other vacuum components, such as a vacuum gauge port, is required, it is necessary to occupy as few ports as possible. Therefore, as shown in FIG. 6 (a), if an edge plate in which both vertical and horizontal edges 17 are formed on one plate 16 is used, it is introduced from above vertically through one vacuum port, By moving two-dimensionally in the x-axis and z-axis directions in the figure, the position and intensity distribution of the X-ray beam can be measured both vertically and horizontally.

【0017】ワイヤーの場合は図6(b)の様に枠18に
2本のワイヤーを直行して張ったものを用いれば、エッ
ヂ板16の場合と同様の効果がえられる。
In the case of a wire, the same effect as in the case of the edge plate 16 can be obtained by using a wire in which two wires are stretched perpendicular to the frame 18 as shown in FIG.

【0018】本実施例によれば1つの真空ポートを使う
だけで、X線ビームの位置と強度分布を鉛直、水平両方
向で測定することができる。
According to this embodiment, the position and intensity distribution of the X-ray beam can be measured in both the vertical and horizontal directions by using only one vacuum port.

【0019】<実施例5>偏向電磁石からの放射光な
ど、広い範囲にわたるエネルギーをもった光が発生して
いるとき、X線ビームの位置や強度分布の測定におい
て、低エネルギー光の混入によるビーム位置のずれや強
度プロファイルのブロードニングを避ける必要がある。
特に、放射光光源の場合の軟X線ビームライン装置の場
合は、光源からの低エネルギー側の光を遮るものが何も
ない場合が多く、このような低エネルギー側の光の遮蔽
は重要である。図7の示した実施例は、X線光軸調整装
置の光源側にフィルター19を挿入し、高エネルギー成
分のみで、ビーム位置および強度プロファイルを測定す
ることをねらったものである。フィルター19として、
Be、Al、Ti、Ni、BN、Fe、Cu、C、Si等の箔を用いること
ができる。フィルター19は、直進導入器に設置されて
いる支持部材20に取り付けられており、必要に応じて
手動、あるいは自動でX線ビームパスへの抜き差しが可
能である。
<Embodiment 5> When light having a wide range of energy, such as light emitted from a bending electromagnet, is generated, in measuring the position and intensity distribution of an X-ray beam, a beam due to the mixing of low energy light is used. It is necessary to avoid misalignment and broadening of the intensity profile.
In particular, in the case of a soft X-ray beam line device in the case of a synchrotron radiation light source, there is often nothing that blocks light on the low energy side from the light source, and shielding such low energy side light is important. is there. In the embodiment shown in FIG. 7, the filter 19 is inserted on the light source side of the X-ray optical axis adjusting device, and the purpose is to measure the beam position and the intensity profile only with the high energy component. As the filter 19,
A foil of Be, Al, Ti, Ni, BN, Fe, Cu, C, Si, or the like can be used. The filter 19 is attached to a support member 20 installed in the straight introduction device, and can be manually or automatically inserted into and removed from the X-ray beam path as needed.

【0020】本実施例によれば、低エネルギー光の混入
を防止し、必要な軟X線成分のみのX線 ビーム位置や
強度プロファイルを測定することができる。本図ではX
線ビームプロファイル測定装置として実施例1に記載し
たナイフエッヂの場合のみ図示した。ワイヤーを用いた
実施例2記載の構成でも同等の効果がえられる。 <実施例6>これまでの実施例は、主にX線ビーム位置
および強度プロファイルの測定装置に関して述べた。本
実施例では、これらによって判明したX線ビームの位置
を用いて反射鏡などのビームライン光学コンポーネント
の調整を行うための装置について述べる。図8にこのシ
ステムの概略図を示した。
According to this embodiment, mixing of low-energy light can be prevented, and the X-ray beam position and intensity profile of only necessary soft X-ray components can be measured. In this figure, X
Only the case of the knife edge described in Example 1 as a line beam profile measuring device is shown. The same effect can be obtained with the configuration described in the second embodiment using a wire. <Embodiment 6> The embodiments described so far mainly relate to an apparatus for measuring an X-ray beam position and an intensity profile. In the present embodiment, an apparatus for adjusting a beamline optical component such as a reflecting mirror using the position of the X-ray beam determined as described above will be described. FIG. 8 shows a schematic diagram of this system.

【0021】実施例1に示したようなナイフエッヂシス
テム21、22が、X線ビームの光路23上2箇所に設
置されている。両ナイフエッヂシステムによりX線強度
プロファイルをそれぞれの位置で測定し、例えば最大の
微分電流値(図3参照)が得られるナイフエッジの位置
からX線ビームパスを決める。次に、ナイフエッヂシス
テム21の光源側には反射鏡24が鉛直軸に対して45
度傾けて設置されており、X線ビームの軸外からレーザ
ー25からの可視光が導入でき、X線ビームのパス23
に沿ってレーザー光を通すことができる。
The knife edge systems 21 and 22 as shown in the first embodiment are installed at two places on the optical path 23 of the X-ray beam. The X-ray intensity profile is measured at each position by both knife edge systems, and the X-ray beam path is determined from the position of the knife edge where the maximum differential current value (see FIG. 3) is obtained, for example. Next, on the light source side of the knife edge system 21, a reflecting mirror 24 is provided at 45 ° to the vertical axis.
The X-ray beam can be introduced from outside the axis of the X-ray beam, and the X-ray beam path 23 can be introduced.
The laser light can pass along.

【0022】まず、ナイフエッヂシステム21のエッヂ
の位置をX線ビームの中心位置に設定しておく。次に、
ナイフエッヂシステム21のエッヂによって形成される
回折パターン中のある一つの暗線の位置と幾何学的な影
の位置との差をあらかじめ計算しておき、後ろ側のエッ
ヂ板システム22のエッヂの位置を、回折パターンの暗
線の位置になるように移動しておく。レーザー25から
のレーザー光をX線ビームのパス23に沿わせるために
は、レーザー25の向きを調整し、レーザー光のスポッ
トのちょうど半分がナイフエッヂシステム21のエッヂ
板の表面上に写るようにし、これによって生成された回
折パターンの暗線がナイフエッヂシステム22のエッヂ
位置に来るようにする。これで鉛直方向に、レーザー2
5からのレーザー光とX線の光路23が一致したことに
なる。
First, the edge position of the knife edge system 21 is set to the center position of the X-ray beam. next,
The difference between the position of a certain dark line in the diffraction pattern formed by the edge of the knife edge system 21 and the position of the geometric shadow is calculated in advance, and the position of the edge of the rear edge plate system 22 is determined. Is moved so as to be at the position of the dark line of the diffraction pattern. In order for the laser light from the laser 25 to follow the path 23 of the X-ray beam, the direction of the laser 25 is adjusted so that exactly half of the spot of the laser light is projected on the surface of the edge plate of the knife edge system 21. , So that the dark line of the diffraction pattern generated thereby is located at the edge position of the knife edge system 22. This will cause the laser 2 to move vertically
This means that the laser beam from No. 5 and the X-ray optical path 23 coincide.

【0023】水平方向には、鉛直方向の調整をするのと
同様に、水平方向のX線ビーム位置測定用のナイフエッ
ヂシステムを加えて調整してもよいし、X線ビームが水
平に通ることがわかっていれば、オートレベルによって
レーザー25を水平面内で回転し、向きをあわせればよ
い。また、レーザー光が水平面内で平行にずれていれ
ば、エッヂ板を光路から退避させ、後ろに設置した反射
鏡26によってレーザービームの位置を確認しながらレ
ーザー25を水平に動かせばよい。反射鏡26を単なる
スクリーンで代えてもよい。
The horizontal direction may be adjusted by adding a knife edge system for measuring the position of the X-ray beam in the horizontal direction, as in the case of adjusting the vertical direction. If it is known, the laser 25 may be rotated in the horizontal plane by the automatic level and aligned. If the laser beam is displaced in parallel in the horizontal plane, the edge plate may be retracted from the optical path, and the laser 25 may be moved horizontally while confirming the position of the laser beam by the reflecting mirror 26 provided behind. The reflecting mirror 26 may be replaced with a simple screen.

【0024】上記の様にレーザー光をX線ビームの光路
に合わせたあと、エッヂ板や反射鏡などを光路上からは
ずして、レーザービームを通過させ、調整したい光学コ
ンポーネントに入射させる。光学コンポーネントの調整
は、上記の様に導入されたレーザー光の光学コンポーネ
ント通過後の挙動を見て行えばよい。
After aligning the laser beam with the optical path of the X-ray beam as described above, the edge plate, the reflecting mirror, and the like are removed from the optical path, and the laser beam is passed and made incident on the optical component to be adjusted. The adjustment of the optical component may be performed by observing the behavior of the laser light introduced as described above after passing through the optical component.

【0025】本実施例によれば、正確に求められたX線
ビームパスにレーザー光などの可視光ビームを沿わせる
ことができ、容易にビームライン光学コンポーネントの
光軸合わせができる。本実施例ではX線ビームプロファ
イル測定装置として実施例1に記載したナイフエッヂシ
ステムを用いた。ワイヤーを用いた実施例2記載の構成
でも同等の効果がえられる。
According to this embodiment, a visible light beam such as a laser beam can be made to follow an X-ray beam path which is accurately obtained, and the optical axis of a beam line optical component can be easily adjusted. In the present embodiment, the knife edge system described in Embodiment 1 was used as an X-ray beam profile measuring device. The same effect can be obtained with the configuration described in the second embodiment using a wire.

【0026】<実施例7>これまでの実施例では、X線
ビームの強度プロファイルの測定に、エッヂ板やワイヤ
ーなどX線遮蔽体に流れる電流を測定していた。図9に
示した実施例ではエッヂ板の後方にX線検出器27を設
置し、X線強度を測定する。X線検出器27は、支持部
材28に設置され、図中矢印の方向に可動であり、必要
のないときは手動、あるいは自動でX線ビームパスから
はずすことができる。また、X線検出器27としてエネ
ルギー分散型半導体検出器などを用いれば、所望のエネ
ルギーのX線ビームの位置やプロファイルを測定するこ
とができる。X線検出器27からの信号は、てコンピュ
ータ12により制御されている信号処理系29を通して
コンピュータ12に入力される本実施例によれば、より
精密なX線ビーム位置および強度測定を行うことができ
る。本実施例ではX線ビームプロファイル測定装置とし
て実施例1に記載した様なナイフエッヂシステムを用い
た。ワイヤーを用いた実施例2記載の様な構成でも同等
の効果がえられる。
<Embodiment 7> In the above embodiments, the current flowing through the X-ray shield such as an edge plate or a wire was measured for measuring the intensity profile of the X-ray beam. In the embodiment shown in FIG. 9, an X-ray detector 27 is provided behind the edge plate to measure the X-ray intensity. The X-ray detector 27 is mounted on the support member 28 and is movable in the direction of the arrow in the figure, and can be manually or automatically removed from the X-ray beam path when not needed. If an energy dispersive semiconductor detector or the like is used as the X-ray detector 27, the position and profile of an X-ray beam having desired energy can be measured. According to this embodiment, a signal from the X-ray detector 27 is input to the computer 12 through a signal processing system 29 controlled by the computer 12. According to this embodiment, more accurate X-ray beam position and intensity measurement can be performed. it can. In this embodiment, a knife edge system as described in Embodiment 1 was used as an X-ray beam profile measuring device. The same effect can be obtained with a configuration as described in the second embodiment using a wire.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明により、ビームライン装置におい
て軟X線からX線領域のX線ビームが通る位置及び強度
プロファイルを精密に測定でき、かつ、X線ビームが通
る位置を鋭利なエッヂを持つ板やワイヤー等のX線遮蔽
体のエッヂ位置により空間中にマーキングができるた
め、ビームライン装置の光学コンポーネントの調整を迅
速かつ精密に行うことができた。
According to the present invention, the position and intensity profile of the X-ray beam from the soft X-ray to the X-ray region in the beam line device can be accurately measured, and the position where the X-ray beam passes has a sharp edge. Since marking can be made in the space by the edge position of the X-ray shield such as a plate or a wire, the optical components of the beam line device can be adjusted quickly and precisely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ナイフエッヂを用いたX線ビームプロファイル
測定装置。
FIG. 1 shows an X-ray beam profile measuring apparatus using a knife edge.

【図2】電流測定結果図。FIG. 2 is a diagram showing a current measurement result.

【図3】強度プロファイル図。FIG. 3 is an intensity profile diagram.

【図4】ワイヤーを用いたX線ビームプロファイル測定
装置。
FIG. 4 is an X-ray beam profile measurement device using a wire.

【図5】X線ビーム強度プロファイルの2次元測定の構
成。
FIG. 5 shows a configuration of two-dimensional measurement of an X-ray beam intensity profile.

【図6】X線ビーム強度プロファイル2次元測定用X線
遮蔽体の例。
FIG. 6 is an example of an X-ray shield for X-ray beam intensity profile two-dimensional measurement.

【図7】低エネルギー成分除去のためフィルターを設け
た実施例図。
FIG. 7 is an embodiment diagram provided with a filter for removing low energy components.

【図8】光学コンポーネント調整のためのレーザービー
ム導入システム図。
FIG. 8 is a diagram of a laser beam introduction system for adjusting an optical component.

【図9】X線ビームプロファイル測定装置後方にX線検
出器を配した図。
FIG. 9 is a diagram in which an X-ray detector is arranged behind the X-ray beam profile measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…X線ビーム、2…エッヂ板、3…絶縁体、4…支持
部材、5…膜、6…光電子、7…信号線、8…電流計、
9…モーター付直進導入器、10…ドライバー、11…
コントローラー、12…コンピューター、13…ワイヤ
ー、14…絶縁体、15…支持部材、16…板、17…
エッヂ、18…枠、19…フィルター、20…支持部
材、21…ナイフエッヂシステム、22…ナイフエッヂ
システム、23…X線ビームのパス、24…反射鏡、2
5…レーザー、26…反射鏡、27…X線検出器、28
…支持部材、29…信号処理系。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray beam, 2 ... edge plate, 3 ... insulator, 4 ... support member, 5 ... film, 6 ... photoelectron, 7 ... signal line, 8 ... ammeter,
9 ... Straight introducer with motor, 10 ... Driver, 11 ...
Controller, 12 computer, 13 wire, 14 insulator, 15 support member, 16 plate, 17
Edges, 18 frames, 19 filters, 20 support members, 21 knife edge systems, 22 knife edge systems, 23 X-ray beam paths, 24 mirrors, 2
5 laser, 26 reflector, 27 X-ray detector, 28
... Support member, 29 ... Signal processing system.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子蓄積リングの偏向磁石や挿入光源、あ
るいはレーザープラズマX線源等から放射される軟X線
から硬X線領域のX線ビームを、ビームライン装置を経
由して試料上の所望の位置に照射するため、当該X線ビ
ームの通過位置あるいは断面形状を測定するためのX線
遮蔽体を、当該X線ビームを横切るように自動あるいは
手動で移動させることを特徴とするX線光軸調整装置。
An X-ray beam from a soft X-ray to a hard X-ray region radiated from a deflecting magnet of an electron storage ring, an insertion light source, a laser plasma X-ray source, or the like, is transmitted to a sample via a beam line device. X-rays that automatically or manually move an X-ray shield for measuring a passing position or a cross-sectional shape of the X-ray beam so as to irradiate the X-ray beam at a desired position. Optical axis adjustment device.
【請求項2】請求項1記載のX線遮蔽体が、一辺あるい
は複数辺のナイフエッヂを有する板である、X線項軸調
整装置。
2. The X-ray term axis adjusting device according to claim 1, wherein the X-ray shield is a plate having one or more sides of a knife edge.
【請求項3】請求項1記載のX線遮蔽体が、ワイヤーで
ある、X線項軸調整装置。
3. The X-ray term axis adjusting device according to claim 1, wherein the X-ray shield is a wire.
【請求項4】請求項1から3記載の1つまたは複数のX
線遮蔽体の移動方向が、当該X線ビームを横切り、かつ
互いに直交する2方向であることを特徴とする光軸調整
装置。
4. One or more Xs according to claim 1
An optical axis adjusting device, wherein a moving direction of the line shield is two directions crossing the X-ray beam and orthogonal to each other.
【請求項5】請求項1から4記載のX線遮蔽体が、当該
X線ビームの光軸位置を測定するため光軸上の複数の位
置に設置され、また当該X線ビームの断面形状を測定す
るため光軸上の複数の位置に設置されたことを特徴とす
るX線光軸調整装置。
5. The X-ray shield according to claim 1, wherein said X-ray shield is installed at a plurality of positions on an optical axis for measuring an optical axis position of said X-ray beam, and said X-ray beam has a sectional shape. An X-ray optical axis adjusting device, which is installed at a plurality of positions on an optical axis for measurement.
【請求項6】請求項1から5記載のX線遮蔽体の光源側
に、不要なエネルギーの放射光を除去するためのフィル
ターを配し、自動または手動で位置あるいはフィルター
の種類の調整可能なことを特徴とする、X線光軸調整装
置。
6. A filter for removing radiation of unnecessary energy is disposed on the light source side of the X-ray shield according to claim 1, and the position or type of the filter can be adjusted automatically or manually. An X-ray optical axis adjustment device, characterized in that:
【請求項7】請求項6におけるフィルターが、高エネル
ギーX線成分のみを透過させるフィルターであることを
特徴とする、X線光軸調整装置。
7. An X-ray optical axis adjusting device according to claim 6, wherein the filter transmits only high energy X-ray components.
【請求項8】請求項7におけるフィルターが、Be、Al、
Ti、Ni、BN、Fe、Cu、C、Si等の箔である、X線光軸調
整装置。
8. The filter according to claim 7, wherein the filter is Be, Al,
An X-ray optical axis adjustment device that is a foil of Ti, Ni, BN, Fe, Cu, C, Si, etc.
【請求項9】X線遮蔽体に対して光源反対側にX線検出
器を配することを特徴とする、請求項1から8記載のX
線光軸調整装置。
9. The X-ray detector according to claim 1, wherein an X-ray detector is arranged on a side opposite to the light source with respect to the X-ray shield.
Line optical axis adjustment device.
【請求項10】導電性のX線遮蔽体が絶縁して支持棒に
取り付けられ、X線照射によりX線遮蔽体に流れる電流
を電流計等で検出することを特徴とする、請求項1から
8記載のX線光軸調整装置。
10. The method according to claim 1, wherein a conductive X-ray shield is insulated and attached to the support rod, and a current flowing through the X-ray shield by X-ray irradiation is detected by an ammeter or the like. 8. The X-ray optical axis adjusting device according to 8.
【請求項11】X線遮蔽体に金、白金、銀等の光電子発
生効率の高い物質を蒸着したことを特徴とする、請求項
10記載のX線光軸調整装置。
11. An X-ray optical axis adjusting device according to claim 10, wherein a substance having a high photoelectron generation efficiency, such as gold, platinum or silver, is deposited on the X-ray shield.
【請求項12】X線遮蔽体位置の光源側にレーザー光を
X線ビーム光軸に沿って導入することが可能なミラーを
配し、X線遮蔽体位置に対して光源と反対側に、導入し
たレーザー光を観察する装置を配し、当該X線ビームの
通過を当該レーザー光により模擬することができること
を特徴とする、請求項1から11記載のX線光軸調整装
置。
12. A mirror capable of introducing a laser beam along an optical axis of an X-ray beam is disposed on a light source side of an X-ray shield position, and on a side opposite to the light source with respect to the X-ray shield position, 12. The X-ray optical axis adjusting device according to claim 1, wherein an apparatus for observing the introduced laser light is provided, and the passage of the X-ray beam can be simulated by the laser light.
【請求項13】請求項12記載のX線光軸調整装置にお
いて、導入したレーザー光を観察する装置が、X線ビー
ムの光軸外にレーザーを偏向するミラーであることを特
徴とするX線光軸調整装置。
13. An X-ray optical axis adjusting device according to claim 12, wherein the device for observing the introduced laser beam is a mirror for deflecting the laser beam outside the optical axis of the X-ray beam. Optical axis adjustment device.
【請求項14】請求項13記載のX線光軸調整装置にお
いて、導入したレーザー光を観察する装置が、レーザー
スポットがX線ビームの光軸外より観察できるスクリー
ンであることを特徴とするX線光軸調整装置。
14. An X-ray optical axis adjusting apparatus according to claim 13, wherein the apparatus for observing the introduced laser beam is a screen whose laser spot can be observed from outside the optical axis of the X-ray beam. Line optical axis adjustment device.
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