JPH1126199A - シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置 - Google Patents

シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置

Info

Publication number
JPH1126199A
JPH1126199A JP17698597A JP17698597A JPH1126199A JP H1126199 A JPH1126199 A JP H1126199A JP 17698597 A JP17698597 A JP 17698597A JP 17698597 A JP17698597 A JP 17698597A JP H1126199 A JPH1126199 A JP H1126199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
shielding wall
synchrotron
emitting point
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17698597A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Uehara
康 上原
Toshihiro Okajima
敏浩 岡島
Hiroshi Kurokawa
博志 黒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP17698597A priority Critical patent/JPH1126199A/ja
Publication of JPH1126199A publication Critical patent/JPH1126199A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンクロトロン放射光の利用効率を向上させ
る。 【解決手段】 シンクロトロンリング1の発光点2から
放射されるシンクロトロン放射光を、発光点と利用位置
との間に設けられる放射線遮蔽壁3を貫通して利用位置
9まで導くシンクロトロン放射光の集光装置において、
発光点と放射線遮蔽壁との間に少なくとも1つの集光ミ
ラー5a,5bを配置し、発光点からの放射光を放射線遮蔽
壁の利用位置側の面4に、発光点と同じ面積かつ同じ発
散角で集光するかまたは、両方向について平行となるよ
うに集光するように構成した。また、前記ミラーがトロ
イダル形状または楕円面形状を有するものである。ま
た、前記放射線遮蔽壁と利用位置との間に少なくとも1
つの集光ミラー6、8を配置し、前記放射線遮蔽壁の利
用位置側の面に集光された放射光を利用位置に集光する
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シンクロトロンリ
ング(荷電粒子蓄積リング)により発生されるシンクロ
トロン放射光を光源とし、それを放射線遮蔽壁の外側で
使用するビームライン光学系に関するものであり、特に
材料解析用に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、前記シンクロトロン放射光を光源
とし、放射線遮蔽壁の外側でX線吸収スペクトル測定や
X線回折に使用されるビームラインには、次に説明する
ようなものがある。その一つは、図4に示すように、シ
ンクロトロンリング1の発光点2から放射されたシンク
ロトロン放射光を、遮蔽壁3外側に設置される分光器7
による単色化の後、試料9に照射し、X線吸収スペクト
ルを得るものである(第1の従来例という)。これは例
えば、刊行物(‘PHOTON FACTORY ACTIVITY REPORT’19
82/83,p.v-7)に記載されている。この第1の従来例
は、例えば、発光点2から分光器7までの距離が25 mの
場合、シンクロトロンリング1の軌道面に平行な方向
(以下x方向という)の、発光点2での取り込み角が1
mradとしても、分光器7の位置での放射光の広がりは25
mmとなる。同様に、軌道面に垂直な方向(以下y方向と
いう)にも放射光はわずかながら広がりを持つので、分
光器7の中にある光学素子の上でビームは大きく広が
り、エネルギー分解能を低下させる。通常は、この広が
りを避けるために、分光器7の直前にスリット10を置
き、分光器7に入射する光の大きさを制限する。このた
めに、実際に試料9の位置で得られる光量は大幅に制限
される、という問題点がある。
【0003】上述のような光量の制限を解決するビーム
ラインとして、図5に示す光学系がある(第2の従来例
という)。これは例えば、文献(Rev. Sci. Instrum. 6
6(2),February 1995, p.1745)に記載されている。図5
に示す光学系は、シンクロトロンリング1の発光点2よ
り放射されたビームを、発光点から約11 mの位置に設置
した第1ミラー6でx方向、y方向共に平行化し、分光
器7に導入して単色化の後、第1ミラー6と同じ表面形
状を持つ第2ミラー8で発光点から約26 mに設置する試
料9にビームを集光するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図5に示すも
のでは、発光点2から第1ミラー6までの距離が長くそ
れまでのビームの広がりを抑えることはできず、効率的
にビームを平行化するためには、大型ミラーが必要とな
る。また、ここでは示されていないが、シンクロトロン
リング1の周囲に放射線遮蔽壁を設けるのが一般的であ
り、シンクロトロンリング1の大型化に伴い、発光点2
から遮蔽壁外側までの距離も伸びる傾向にあり、遮蔽壁
外側にあるミラーや分光器の光学素子上で実用的なビー
ムサイズを得るためには、これらの光学機器の手前でス
リットを用いて入射する光の大きさを制限せざるを得
ず、シンクロトロン放射光の利用効率が低い。そのため
に、材料評価に長時間必要とする、という問題点があ
る。また、利用効率を上げるためには非常に大きいミラ
ーを必要とし、建設に多額の費用を必要とする、という
問題点がある。
【0005】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、大型ミラーを用いなくてもシンクロ
トロン放射光をX方向、y方向の両方に大きな角度で取
り込むことができ、シンクロトロン放射光の利用効率の
高い集光方法および集光装置を提供することを目的とし
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の方法に係
るシンクロトロン放射光の集光方法は、シンクロトロン
リングの発光点から放射されるシンクロトロン放射光
を、前記発光点と利用位置との間に設けられる放射線遮
蔽壁を貫通して利用位置まで導くシンクロトロン放射光
の集光方法において、前記発光点からの放射光を前記放
射線遮蔽壁の利用位置側の面に、前記発光点と同じ面積
かつ同じ発散角で集光するものである。
【0007】本発明の第1の構成に係るシンクロトロン
放射光の集光装置は、シンクロトロンリングの発光点か
ら放射されるシンクロトロン放射光を、前記発光点と利
用位置との間に設けられる放射線遮蔽壁を貫通して利用
位置まで導くシンクロトロン放射光の集光装置におい
て、前記発光点と放射線遮蔽壁との間に少なくとも1つ
の集光ミラーを配置し、前記発光点からの放射光を前記
放射線遮蔽壁の利用位置側の面に、前記発光点と同じ面
積かつ同じ発散角で集光するように構成したものであ
る。
【0008】本発明の第2の構成に係るシンクロトロン
放射光の集光装置は、シンクロトロンリングの発光点か
ら放射されるシンクロトロン放射光を、前記発光点と利
用位置との間に設けられる放射線遮蔽壁を貫通して利用
位置まで導くシンクロトロン放射光の集光装置におい
て、前記発光点と放射線遮蔽壁との間に少なくとも1つ
の集光ミラーを配置し、前記発光点からの放射光を前記
放射線遮蔽壁の利用位置側の面に、前記シンクロトロン
リングの軌道面に平行な方向と垂直な方向の両方向につ
いて平行となるように集光するように構成したものであ
る。
【0009】本発明の第3の構成に係るシンクロトロン
放射光の集光装置は、前記第1または第2の構成におけ
る集光ミラーがトロイダル形状を有するものである。
【0010】本発明の第4の構成に係るシンクロトロン
放射光の集光装置は、前記第1または第2の構成におけ
る集光ミラーが楕円面形状を有するものである。
【0011】本発明の第5の構成に係るシンクロトロン
放射光の集光装置は、前記第1または第2の構成におい
て、前記放射線遮蔽壁と利用位置との間に少なくとも1
つの集光ミラーを配置し、前記放射線遮蔽壁の利用位置
側の面に集光された放射光を利用位置に集光するように
構成したものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の実施の形態1を示す。図
において、1はシンクロトロンリング、2はその発光
点、3は放射線遮蔽壁、4は放射線遮蔽壁の利用位置側
の面すなわち外側面、5aは発光点2と遮蔽壁3との間に
配置された遮蔽壁内集光ミラーである。本実施の形態で
は、シンクロトロンリング1で発生したシンクロトロン
放射光は、発光点2から放射され、発光点2と遮蔽壁3
の外側面4の中間点に設置されるミラー5aにて集光され
て、外側面4に焦点を結ぶ。ここで、ミラー5aの反射面
は、Ni、Pt、Auなどの単層膜或いは多層膜が形成されて
おり、且つx方向、ビームの入射方向(z方向)共に凹
の曲率を持ったトロイダル形状を有する。トロイダル形
状の曲率は、発光点2とミラー5aとの距離をd1、放射
光のミラー5aへの入射角をθ1としたとき、 1 / d1 = 1 /(R1sin θ1) , 1 / d1 = sin θ1 /
ρ1 で表される。ここで、 R1とρ1はそれぞれz方向とx
方向の曲率半径である。例として距離d1を3.6 m、入射
角θ1を14 mradとすれば、R1 = 257 m、 ρ1 =0.067 m
となる。
【0013】このような構成において、発光点2から発
散したビームは、ミラー5aによって集光され、遮蔽壁外
側面4に集光される。発光点2の大きさが0.5 mm × 0.
5 mm、ビーム取り込みの発散角が4 mrad(x方向)× 1
mrad(y方向)のとき、ミラー5aの大きさを40 cm(z
方向)× 6 cm(x方向)とすれば全てのビームを集光
することが可能である。ミラーは有限の反射率を持つ
が、例えば表面層がNiで入射角が14 mradの場合、2000
eVの光の反射率は約80 %であり、発光点からの光の80 %
の光量を発光点と同じ面積に同じ発散角で得ることがで
きる。このような系では、シンクロトロン放射光の利用
効率が高くなると共に、放射線遮蔽壁3の外側面4を起
点として光学系の設計を行うことが可能となり、自由度
が増大する。
【0014】図2に、上述のようにして放射線遮蔽壁3
の外側面4にx,y両方向について1:1の割合で集光
された放射光を利用位置に集光する一例を示す。図にお
いて、6、8はそれぞれ遮蔽壁外第1、第2ミラーであ
り、放射線遮蔽壁3と試料9との間に配置されている。
7は分光器である。このように構成されたものにおい
て、放射線遮蔽壁3の外側面4に焦点を結んだビーム
は、更に遮蔽壁外第1ミラー6で集光、平行化され、分
光器7でそのエネルギーを単色化の後、遮蔽壁外第2ミ
ラー8により試料9位置に集光、結像する。ここで遮蔽
壁外第1ミラー6と遮蔽壁外第2ミラー8は同一の表面
形状と集光特性を有し、且つ放射線遮蔽壁3の外側面4
と遮蔽壁外第1ミラー6、遮蔽壁外第2ミラー8と試料
9の位置との距離を等しくとれば、放射線遮蔽壁3の外
側面4に結像された発光点2の像を再び試料9の位置に
結像することができる。このような系では、シンクロト
ロン放射光の利用効率が高い。また分光器7の分光素子
の上でのビームの大きさを小さくすることができるの
で、エネルギー幅の狭い単色光を取り出すことができ
る。
【0015】実施の形態2.図3は本発明の実施の形態
2を示す。図において、5bは発光点2と遮蔽壁3との間
に配置された遮蔽壁内集光ミラーである。本実施の形態
では、シンクロトロンリング1で発生したシンクロトロ
ン放射光は、発光点2から放射され、遮蔽壁3の内側
(リング1側)に設置されるミラー5bにて集光、平行化
されて、外側面4に平行ビームとして取り出される。こ
こで、ミラー5bの反射面は、実施の形態1と同様のもの
である。トロイダル形状の曲率は、発光点2とミラー5b
との距離をd2、放射光のミラーへの入射角をθ2とした
とき、 1 / d2 = 2 /( R2sin θ2) , 1 / d2 = 2sin θ2
/ ρ2 で表される。ここで、R2とρ2はそれぞれz方向とx方
向の曲率半径である。例として距離d2を3.6 m、入射角
θ2を14 mradとすれば、R2 = 514 m、ρ2 = 0.034 mと
なる。このような構成において、発光点2から発散した
ビームは、ミラー5bによって集光、平行化され、放射線
遮蔽壁3の外側面4に平行ビームとして取り出される。
発光点2の大きさとビーム取り込みの発散角が実施の形
態1と同じとき、ミラー5bの大きさも実施の形態1と同
じである場合に全てのビームを集光することが可能で、
約20 mm × 5 mmの平行ビームを放射線遮蔽壁3の外側
面4にて得ることができる。本実施の形態では図5で示
した第2の従来例に比べて、発光点2からミラー5bまで
の距離を短くできるので、ミラー5bを大型化することな
く、シンクロトロン放射光の高い利用効率が得られる。
また、放射線遮蔽壁3の外側面4に平行光を取り出せる
ので、その後の光学系の設計自由度が増大する。例え
ば、放射線遮蔽壁3の外側面4に取り出された平行光を
いきなり試料に照射することも可能である。
【0016】なお、上記各実施の形態において、遮蔽壁
内に設置するミラー5a、5bの表面形状が楕円面形状であ
っても、同様の作用が期待される。また、2つ以上のミ
ラーを組み合わせることで同様の作用をもたらすことも
可能である。
【0017】また、上記各実施の形態において、特に説
明しなかったが、シンクロトロン放射光は発光点2から
試料9の直前まで真空パイプを通って導かれるのが一般
的である。
【0018】さらに、上記各実施の形態では、シンクロ
トロン放射光を試料の分析に用いる場合について説明し
たが、これに限るものではなく、例えば血管造影等の医
療診断に用いることもできる。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放射線
遮蔽壁を有するシンクロトロンリングから放射されるシ
ンクロトロン放射光の利用効率が大幅に向上し、材料解
析時間の短縮と微小、微量試料の解析が可能になる。ま
た、放射線遮蔽壁の利用位置側における光学系の設計自
由度が増大し、利用を行うためのビームライン建設費の
削減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1によるシンクロトロン
放射光の集光方法及びその装置を説明する構成図であ
る。
【図2】 本発明の実施の形態1に係わり放射線遮蔽壁
外側面に集光された放射光を試料に照射する一構成例を
示す構成図である。
【図3】 本発明の実施の形態2によるシンクロトロン
放射光の集光装置を説明する構成図である。
【図4】 第1の従来例を示す構成図である。
【図5】 第2の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 シンクロトロンリング、 2 発光点、 3 放射
線遮蔽壁、 4 遮蔽壁外側面、 5a,5b 遮蔽壁内ミ
ラー、 6 遮蔽壁外第1ミラー、 7 分光器、 8
遮蔽壁外第2ミラー、 9 試料、 10 スリット。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シンクロトロンリングの発光点から放射
    されるシンクロトロン放射光を、前記発光点と利用位置
    との間に設けられる放射線遮蔽壁を貫通して利用位置ま
    で導くシンクロトロン放射光の集光方法において、前記
    発光点からの放射光を前記放射線遮蔽壁の利用位置側の
    面に、前記発光点と同じ面積かつ同じ発散角で集光する
    ことを特徴とするシンクロトロン放射光の集光方法。
  2. 【請求項2】 シンクロトロンリングの発光点から放射
    されるシンクロトロン放射光を、前記発光点と利用位置
    との間に設けられる放射線遮蔽壁を貫通して利用位置ま
    で導くシンクロトロン放射光の集光装置において、前記
    発光点と放射線遮蔽壁との間に少なくとも1つの集光ミ
    ラーを配置し、前記発光点からの放射光を前記放射線遮
    蔽壁の利用位置側の面に、前記発光点と同じ面積かつ同
    じ発散角で集光するように構成したことを特徴とするシ
    ンクロトロン放射光の集光装置。
  3. 【請求項3】 シンクロトロンリングの発光点から放射
    されるシンクロトロン放射光を、前記発光点と利用位置
    との間に設けられる放射線遮蔽壁を貫通して利用位置ま
    で導くシンクロトロン放射光の集光装置において、前記
    発光点と放射線遮蔽壁との間に少なくとも1つの集光ミ
    ラーを配置し、前記発光点からの放射光を前記放射線遮
    蔽壁の利用位置側の面に、前記シンクロトロンリングの
    軌道面に平行な方向と垂直な方向の両方向について平行
    となるように集光するように構成したことを特徴とする
    シンクロトロン放射光の集光装置。
  4. 【請求項4】 前記集光ミラーがトロイダル形状を有す
    るものである請求項2または3に記載のシンクロトロン
    放射光の集光装置。
  5. 【請求項5】 前記集光ミラーが楕円面形状を有するも
    のである請求項2または3に記載のシンクロトロン放射
    光の集光装置。
  6. 【請求項6】 前記放射線遮蔽壁と利用位置との間に少
    なくとも1つの集光ミラーを配置し、前記放射線遮蔽壁
    の利用位置側の面に集光された放射光を利用位置に集光
    するように構成した請求項2または3に記載のシンクロ
    トロン放射光の集光装置。
JP17698597A 1997-07-02 1997-07-02 シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置 Pending JPH1126199A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17698597A JPH1126199A (ja) 1997-07-02 1997-07-02 シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17698597A JPH1126199A (ja) 1997-07-02 1997-07-02 シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1126199A true JPH1126199A (ja) 1999-01-29

Family

ID=16023174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17698597A Pending JPH1126199A (ja) 1997-07-02 1997-07-02 シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1126199A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078738A1 (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Japan Science And Technology Agency 軟x線加工装置及び軟x線加工方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078738A1 (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Japan Science And Technology Agency 軟x線加工装置及び軟x線加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7003075B2 (en) Optical measuring device
JP3734254B2 (ja) X線測定および試験複合システム
US5497008A (en) Use of a Kumakhov lens in analytic instruments
US6249566B1 (en) Apparatus for x-ray analysis
JPH10339798A (ja) X線集光用ミラー
US20040066894A1 (en) Device for x-ray analytical applications
US4271353A (en) X-ray spectroscope
JP2002528859A (ja) 毛細管光学系を含むx源を有するx線照射装置
JPH1126199A (ja) シンクロトロン放射光の集光方法および集光装置
JP2004333131A (ja) 全反射蛍光xafs測定装置
JP4051427B2 (ja) 光電子分光装置及び表面分析法
US4331870A (en) Apparatus for x-ray fluoresence analysis
CN217359672U (zh) 一种微区x射线光谱分析系统
JP6430208B2 (ja) X線照射装置
JP3860641B2 (ja) 蛍光x線分析装置
JP3673849B2 (ja) 全反射蛍光x線分析装置
US20030026383A1 (en) Apparatus and method for the analysis of atomic and molecular elements by wavelength dispersive x-ray spectrometric devices
JP3095446B2 (ja) レーザープラズマ軟x線用分光回折装置
JPH0443998A (ja) X線分析装置,微小部x線回折装置,蛍光x線分析装置及び,x線光電子分析装置
US20020159562A1 (en) X-ray optical system
CN114354661A (zh) 一种微区x射线光谱分析系统
JP2675737B2 (ja) 全反射蛍光x線分析方法および分析装置
JPH0560702A (ja) X線を用いた断層像撮像方法及び装置
JP2002093594A (ja) X線管およびx線分析装置
JPH0445552A (ja) 表面分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Effective date: 20040625

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050621

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051025