JPS61292600A - X-ray optical system - Google Patents

X-ray optical system

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JPS61292600A
JPS61292600A JP13494785A JP13494785A JPS61292600A JP S61292600 A JPS61292600 A JP S61292600A JP 13494785 A JP13494785 A JP 13494785A JP 13494785 A JP13494785 A JP 13494785A JP S61292600 A JPS61292600 A JP S61292600A
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JP
Japan
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lens
rays
ray
curved
mirror
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貞雄 青木
伊藤 治昌
伴 悦夫
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、X線顕微鏡等の対物レンズと接眼レンズに使
用して最適なX線光学系に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an X-ray optical system suitable for use in an objective lens and an eyepiece of an X-ray microscope or the like.

[従来技術] 考えられているが、その中で、回転体反射鏡を用いるも
のが注目されている。この光学系は、例えば、回転双曲
面体と回転楕円面体との内側表面をX線の全反射面とし
、該内側表面によってX線を全反射させて該X11を集
光するように構成している。この集光されたX線を試料
に照射し、該試料によって回折されたX線を回転楕円面
体と回転双曲面体とより成る対物レンズと、同じく回転
楕円面体と回転双曲面体とより成る接眼レンズとより構
成されるX線光学系によって結像すれば、試料のX線像
を得ることができる。
[Prior Art] Among these, a method using a rotating body reflecting mirror is attracting attention. This optical system is configured such that, for example, the inner surfaces of the hyperboloid of revolution and the ellipsoid of revolution are used as total reflection surfaces for X-rays, and the inner surfaces totally reflect the X-rays to condense the X11. There is. The focused X-rays are irradiated onto the sample, and the X-rays diffracted by the sample are transmitted through an objective lens consisting of an ellipsoid of revolution and a hyperboloid of revolution, and an eyepiece consisting of an ellipsoid of revolution and a hyperboloid of revolution. An X-ray image of the sample can be obtained by forming an image using an X-ray optical system composed of a lens.

[発明が解決しようとする問題点] 上述したX線光学系は、多数の2焦点回転曲面体を使用
し、各曲面体の焦点を直線上の光軸上に配置しなければ
ならないため、像の結像方向も限られた方向となる。又
、回転曲面体の内側のX線反剣面は、高い精度の加工が
要求されるが、回転面であるがためにその工作は、極め
て国号である。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned X-ray optical system uses a large number of bifocal rotating curved surfaces, and the focal point of each curved surface must be placed on a straight optical axis. The imaging direction is also limited. In addition, the X-ray anti-sword surface inside the rotating curved body requires high-precision machining, but since it is a rotating surface, the machining is extremely difficult.

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、像の結
像方向を任意に設定できると共に、レンズの加工も容易
なX線光学系を促供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide an X-ray optical system in which the direction of image formation can be arbitrarily set and the lens can be easily processed.

[問題点を解決するための手段] 本発明に基づくX線光学系は、2焦点回転曲面体を有し
、物点からのX線を該曲面体の内面において全反射させ
て集光する第1のレンズと、2焦点曲面体を有し、該第
1のレンズによって集光されたX線を該曲面体の内面に
おいて全反射させて結像する第2のレンズとを備えてお
り、該第1と第2のレンズの光軸は、該第1のレンズの
集光点において交差するように傾けて配置され、該第2
のレンズを構成する2焦点曲面体は、回転体の一部が切
り欠かれている形状に形成されていることを特徴として
いる。
[Means for Solving the Problems] The X-ray optical system based on the present invention has a bifocal rotating curved body, and has a second optical system that focuses X-rays from an object point by total reflection on the inner surface of the curved body. 1 lens, and a second lens that has a bifocal curved body and completely reflects the X-rays focused by the first lens on the inner surface of the curved body to form an image. The optical axes of the first and second lenses are arranged to be inclined so as to intersect at the condensing point of the first lens, and
The bifocal curved body constituting the lens is characterized by being formed in the shape of a rotating body with a part cut out.

[作用] X線源からのX線は集光されて試料に照射される。該試
料からのX線は2焦点回転曲面体より成る第1のX線レ
ンズによって集光される。該集光されたX線は2焦点曲
面体より成る第2のX線レンズによって結像されるが、
該第1のレンズを構成する2焦点回転曲面体の2焦点を
結ぶ光軸に対し、該第2のレンズを構成する2焦点曲面
体の2焦点を結ぶ光軸は、所定の角度傾けられて配置さ
れ、該第2のレンズの曲面体の一方の焦点が該第1のレ
ンズによるX線の集光点と一致して配置されている。更
に、該第2のX線レンズを構成する曲面体の一部は該光
軸を傾けることによってX線が入射しなくなるため、該
曲面体は、その部分が切り欠かれた形状とされている。
[Operation] X-rays from the X-ray source are focused and irradiated onto the sample. X-rays from the sample are focused by a first X-ray lens consisting of a bifocal rotating curved surface. The focused X-rays are imaged by a second X-ray lens made of a bifocal curved body,
The optical axis that connects the two focal points of the bifocal curved surface that constitutes the second lens is tilted at a predetermined angle with respect to the optical axis that connects the two focal points of the bifocal curved surface that constitutes the first lens. One focal point of the curved surface of the second lens is arranged to coincide with the focal point of the X-rays by the first lens. Further, since X-rays do not enter a part of the curved body constituting the second X-ray lens by tilting the optical axis, the curved body has a shape in which that part is cut out. .

この結果、X線の結像方向は該第2のレンズの光軸の方
向に応じて変えることができ、又、部分的に切り欠かれ
た曲面体の高精度の研磨等の加工は容易となる。
As a result, the imaging direction of X-rays can be changed according to the direction of the optical axis of the second lens, and processing such as high-precision polishing of a partially cut-out curved body is easy. Become.

[実施例] 以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明を実施したX線顕微鏡を示しており、1
は、例えば、回転対陰極型のX線源であり、該X線源か
ら発生したX線の内、特定方向に進むX線は第1のX線
反射鏡2によって全反射させられる。該第1の反射鏡に
よって全反射させられたX線は、第2のX線反射鏡3に
よって全反射させられ、光軸01に平行なX線とされる
。該第1及び第2のX線反射鏡2.3は夫々回転体で、
一体加工されており、例えば、該第1の反tFJM2は
回転双曲面鏡、第2の反射鏡3は回転放物面鏡である。
FIG. 1 shows an X-ray microscope embodying the present invention.
is, for example, a rotating anticathode type X-ray source, and among the X-rays generated from the X-ray source, X-rays traveling in a specific direction are totally reflected by the first X-ray reflecting mirror 2. The X-rays totally reflected by the first reflecting mirror are totally reflected by the second X-ray reflecting mirror 3 to become X-rays parallel to the optical axis 01. The first and second X-ray reflecting mirrors 2.3 are each rotating bodies,
For example, the first anti-tFJM2 is a hyperbolic mirror of revolution, and the second reflecting mirror 3 is a parabolic mirror of revolution.

該光軸に平行とされたX線は、第3及び第4のX線反射
鏡4.5によって試料6上に集光される。尚、本実施例
において、該第3の反射鏡4は回転放物面鏡であり、第
4の反射鏡5は回転双曲面鏡である。ここで、7は第1
と第2の反射鏡2,3によって全反射されるxIjI以
外のX線を遮蔽するためのX線遮蔽部材、8は第1〜第
4のX線反射鏡より成るX線集光系の焦平面に配置され
た絞り板であり、該絞り板8にはリング状のスリットが
設けられている。該試料6へのX線の照射により、該試
料6から回折されたX線は、第5と第6の反射vi10
,11によって全反射されるが、該第5の反射鏡10は
回転双曲面鏡であり、該第6の反射鏡11は回転楕円面
鏡であり、この第5と第6の反l)I鏡は試料6から回
折されたX線の対物レンズを構成している。該対物レン
ズによって試料6から回折されたX線は光軸01上の回
転楕円面鏡11の一方の焦点F1に集光される。
The X-rays parallel to the optical axis are focused onto the sample 6 by third and fourth X-ray reflecting mirrors 4.5. In this embodiment, the third reflecting mirror 4 is a parabolic mirror of revolution, and the fourth reflecting mirror 5 is a hyperbolic mirror of revolution. Here, 7 is the first
and an X-ray shielding member for shielding X-rays other than xIjI that are totally reflected by the second reflecting mirrors 2 and 3; 8 is a focal point of an X-ray condensing system consisting of the first to fourth This is a diaphragm plate arranged on a plane, and the diaphragm plate 8 is provided with a ring-shaped slit. By irradiating the sample 6 with X-rays, the X-rays diffracted from the sample 6 undergo fifth and sixth reflections vi10
, 11, the fifth reflecting mirror 10 is a hyperboloid of revolution, the sixth reflecting mirror 11 is an ellipsoid of revolution, and the fifth and sixth reflection The mirror constitutes an objective lens for X-rays diffracted from the sample 6. X-rays diffracted from the sample 6 by the objective lens are focused on one focal point F1 of the spheroidal mirror 11 on the optical axis 01.

該焦点F1に集光されたX線は、更に第7と第8の反射
鏡12.13によって全反射されるが、該第7の反射鏡
12は回転双曲面鏡であり、該第8の反射鏡13は回転
楕円面鏡であり、この第7と第8の反射鏡は接眼レンズ
を構成している。該第7と第8の反射鏡12.13の各
焦点は該光軸01と焦点F1で交差する光軸02上に配
置されている。該第7と第8の反射鏡12.13は、回
転体の一部が切り欠かれた形状であるが、焦点F1から
のX線が入射する部分は少なくとも反射面が形成されて
いる。14は該結像系によるX線像の結像位置、すなわ
ち、第8の反射鏡の一方の焦点位置F2に配置された撮
像管であり、該撮像管14によって検出された信号は、
増幅器15に供給されて増幅され、陰極線管の如き表示
手段16に供給される。尚、各反射鏡として、表面に多
層膜が設けられた反射鏡を使用すれば、集光するX線の
坦を増加できる。
The X-rays focused on the focal point F1 are further totally reflected by the seventh and eighth reflecting mirrors 12.13, but the seventh reflecting mirror 12 is a rotating hyperboloid mirror, and the eighth The reflecting mirror 13 is a spheroidal mirror, and the seventh and eighth reflecting mirrors constitute an eyepiece. The respective focal points of the seventh and eighth reflecting mirrors 12.13 are arranged on the optical axis 02 which intersects the optical axis 01 at the focal point F1. The seventh and eighth reflecting mirrors 12 and 13 have a shape in which a part of a rotating body is cut out, and at least a reflecting surface is formed in a portion where the X-rays from the focal point F1 are incident. Reference numeral 14 denotes an imaging tube disposed at the imaging position of the X-ray image by the imaging system, that is, the focal position F2 of one of the eighth reflecting mirrors, and the signal detected by the imaging tube 14 is
The signal is supplied to an amplifier 15 for amplification and then supplied to a display means 16 such as a cathode ray tube. Note that if a reflecting mirror whose surface is provided with a multilayer film is used as each reflecting mirror, the flatness of the focused X-rays can be increased.

上述した如き構成において、X線源1がら発生したX線
の内、特定方向に放射されたX線は、第1と第2のXF
A反rJJ鏡2.3によって全反射させられて光@ol
と平行なX線とされ、更に、それ以外のX線はXa遮蔽
板7によって遮蔽されるため、絞り板8上にはリング状
のX線が照射されることになる。該リング状のX線は、
該絞り板8のスリットを通過することによって整形され
、該整形されたXI!のみが試料6上の微小点に第3と
第4の反射鏡4,5によって集光されることになる。
In the configuration described above, among the X-rays generated from the X-ray source 1, the X-rays emitted in a specific direction are transmitted to the first and second XFs.
The light is totally reflected by A anti-rJJ mirror 2.3 @ol
Since the other X-rays are blocked by the Xa shielding plate 7, the aperture plate 8 is irradiated with ring-shaped X-rays. The ring-shaped X-ray is
is shaped by passing through the slit of the aperture plate 8, and the shaped XI! The third and fourth reflecting mirrors 4 and 5 focus the light onto a minute point on the sample 6.

該試料6に照射されたX線は該試料の厚さ、あるいは、
構成成分の違いに応じて回折される。該回折光は対物レ
ンズを構成する第5と第6の反射鏡10.11により全
反射させられ、回転楕円体である反射鏡11の一方の焦
点F1に集光される。
The X-rays irradiated to the sample 6 depend on the thickness of the sample, or
It is diffracted according to the difference in its constituent components. The diffracted light is totally reflected by the fifth and sixth reflecting mirrors 10.11 constituting the objective lens, and is focused at one focal point F1 of the reflecting mirror 11, which is an ellipsoid of revolution.

該集光されたX線は、接眼レンズによって結像されるが
、該接眼レンズを構成する双曲面反射鏡12の一方の焦
点は、前記集光点F1と一致され、他方の焦点は楕円面
反射鏡13の一方の焦点と共通に配置されている。そし
て、該楕円面反射鏡13の他方の焦点F2には、前記し
たように記像管14が配置されている。この結果、該焦
点F1からのX線は、双曲面皮D[12によって全反射
された後、楕円面皮tA鏡13によって全反射され、焦
点F2に結像される。ここで、該接眼レンズを構成する
双曲面反射鏡12と楕円面反射鏡13の各焦点は、光軸
o1と集光点F2において交差する光軸02上に配置さ
れているが、両光軸がずれていても、集光されたX綴金
てが双曲面12によって全反射されるように該光軸が傾
けられているため、X線の結像には何等の支障もない。
The focused X-rays are imaged by an eyepiece; one focus of the hyperboloid reflector 12 constituting the eyepiece is aligned with the focus point F1, and the other focus is formed on an ellipsoid. It is arranged in common with one focal point of the reflecting mirror 13. The recording tube 14 is disposed at the other focal point F2 of the ellipsoidal reflecting mirror 13, as described above. As a result, the X-rays from the focal point F1 are totally reflected by the hyperboloid skin D[12, then totally reflected by the ellipsoid skin tA mirror 13, and imaged at the focal point F2. Here, the respective focal points of the hyperboloid reflector 12 and the ellipsoid reflector 13 constituting the eyepiece are arranged on the optical axis 02 which intersects the optical axis o1 at the condensing point F2, but both optical axes Even if the X-ray beam is misaligned, there is no problem in forming an X-ray image because the optical axis is tilted so that the focused X-ray beam is totally reflected by the hyperboloid 12.

更に、このように光軸を傾けたので、双曲面反射鏡12
と楕円面皮tA鏡13は完全な回転体である必要はなく
、X線が入射する部分のみ全反射面が存在すれば良い。
Furthermore, since the optical axis is tilted in this way, the hyperboloid reflector 12
The ellipsoidal skin tA mirror 13 does not need to be a completely rotating body, and it is sufficient if there is a total reflection surface only in the portion where the X-rays are incident.

従って、該反射鏡12.13としては、X線が入射しな
い回転体の一部分を切り欠いた形状の反射鏡を用いるこ
とができる。このように、部分的に回転体となっている
反射鏡は、反射面の研磨1反射面への多層膜の蒸着等を
完全な回転体に比べて簡単に行うことができ、その製作
が容易となる。
Therefore, as the reflecting mirrors 12 and 13, it is possible to use a reflecting mirror having a shape in which a part of the rotating body, into which X-rays do not enter, is cut out. In this way, a reflecting mirror that is partially a rotating body can perform polishing of the reflecting surface, deposition of a multilayer film on the reflecting surface, etc. more easily than a completely rotating body, and is easy to manufacture. becomes.

以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明はこの実
施例に限定されず、幾多の変形が可能である。例えば、
対物レンズあるいは接眼レンズとして、2種の曲面体を
組合せたレンズ系を用いたが、各レンズ共、単一の曲面
体によって構成しても良く、逆に、3F!以上の曲面体
を組合せたレンズ系を用いても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this embodiment and can be modified in many ways. for example,
Although a lens system combining two types of curved bodies was used as the objective lens or eyepiece, each lens may also be composed of a single curved body, or conversely, 3F! A lens system combining the above curved surfaces may also be used.

[効果] 以上詳述した如く、本発明は、対物レンズ等の第1のレ
ンズの光軸に対して、接眼レンズ等の第2のレンズの光
軸を傾けて配置するようにしたため、X線像の結像方向
を所望の方向に変えることができる。又、該第2のレン
ズの光軸を傾けたため、第2のレンズを構成する曲面体
を回転体の一部の形状とすることができ、該レンズの製
作を簡単に行うことができる。
[Effects] As described in detail above, in the present invention, the optical axis of the second lens such as the eyepiece is tilted with respect to the optical axis of the first lens such as the objective lens. The direction of image formation can be changed to a desired direction. Furthermore, since the optical axis of the second lens is tilted, the curved body constituting the second lens can be shaped like a part of a rotating body, and the lens can be manufactured easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添附図面は本発明の一実施例であるX線顕微鏡を示す図
である。 1・・・X線源 2.3.4.5・・・X線反射鏡 6・・・試料     7・・・X線遮蔽板8・・・絞
り板    9・・・スリット10.11.12.13
・・・X線反射鏡14・・・搬像管   15・・・増
幅器16・・・表示手段
The accompanying drawings are diagrams showing an X-ray microscope that is an embodiment of the present invention. 1... X-ray source 2.3.4.5... X-ray reflecting mirror 6... Sample 7... X-ray shielding plate 8... Aperture plate 9... Slit 10.11.12 .13
... X-ray reflecting mirror 14 ... image carrier tube 15 ... amplifier 16 ... display means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)2焦点回転曲面体を有し、物点からのX線を該曲
面体の内面において全反射させて集光する第1のレンズ
と、2焦点曲面体を有し、該第1のレンズによって集光
されたX線を該曲面体の内面において全反射させて結像
する第2のレンズとを備えており、該第1と第2のレン
ズの光軸は、該第1のレンズの集光点において交差する
ように傾けて配置され、該第2のレンズを構成する2焦
点曲面体は、回転体の一部が切り欠かれている形状に形
成されていることを特徴とするX線光学系。
(1) A first lens having a bifocal rotating curved body and condensing X-rays from an object point by total reflection on the inner surface of the curved body; and a second lens that completely reflects the X-rays focused by the lens on the inner surface of the curved body to form an image, and the optical axes of the first and second lenses are aligned with the first lens. The bifocal curved surface body constituting the second lens is arranged so as to intersect at the focal point of the second lens, and is formed in the shape of a rotating body with a part cut out. X-ray optical system.
JP13494785A 1985-06-20 1985-06-20 X-ray optical system Granted JPS61292600A (en)

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Cited By (6)

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