JPS636830B2 - - Google Patents

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JPS636830B2
JPS636830B2 JP54006636A JP663679A JPS636830B2 JP S636830 B2 JPS636830 B2 JP S636830B2 JP 54006636 A JP54006636 A JP 54006636A JP 663679 A JP663679 A JP 663679A JP S636830 B2 JPS636830 B2 JP S636830B2
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crystal
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Masashi Kondo
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NIPPON ETSUKUSUSEN KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
    • G01N23/2076Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions for spectrometry, i.e. using an analysing crystal, e.g. for measuring X-ray fluorescence spectrum of a sample with wavelength-dispersion, i.e. WDXFS
    • GPHYSICS
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    • G01N23/223Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はX線の単色化や分光分析に使用するX
線分光器に関する。
一般にX線マイクロアナライザーや蛍光X線分
析装置においては、結晶間隔が既知の分光結晶を
使用し、その結晶によるブラツグ反射を利用して
試料からの特性X線或いは蛍光X線を分光し、試
料物質の定性、定量分析を行つている。而して、
該分析の精度はX線を分光する分光器の性能に依
存するため、従来から種々の型の分光器が提案さ
れ実用されている。
所で、近時斯種のX線分析装置を使用して、物
質の状態分析が行われようとしている。即ち、例
えばある元素が単体で存在するときの蛍光X線の
エネルギーピーク値に対し、その元素が他の元素
と化合している場合、その蛍光X線のエネルギー
ピーク値はシフトして現われることは周知であ
る。而して、この様な現象を利用し、蛍光X線ス
ペクトルのシフトの程度を測定することにより試
料における物質の化合状態や化学変化の状態等を
分析しようとするものである。しかし乍ら、前述
の蛍光X線のスペクトルシフトの量は非常に小さ
いものであるから、現存する単一分光結晶を用い
た分光器では到底そのシフト量を測定できず、第
1図に示す如き二分光結晶型分光器の使用が必須
となる。
第1図において、1はX線源であり、例えば試
料とそれにX線を照射するためのX線管からなつ
ている。このX線源からのX線は第1の分光結晶
2により反射され、第1のアーム3上に置かれた
第2の分光結晶4に導かれ、その反射X線は、第
2のアーム5上に置かれた検出器6に入射し、検
出される。この様な装置において、第1の分光結
晶2に波長λのX線が入射したとき、第2図に示
す如く入射角θ1でブラツグ反射を起こす場合、第
2分光結晶4においてもθ1の入射角を保てば該λ
の波長をもつX線は第2の結晶においてもブラツ
グ反射を起こす。これに対し、点線で示す如く、
λ+△λのX線が第1分光結晶に入射した場合、
θ2(θ2>θ1)でブラツグ条件を満たし、第1分光
結晶ではブラツグ反射するが、第2分光結晶4に
はθ3(θ3<θ1)で入射するため、ここではブラツ
グ反射が起きず、従つて、極めて単色化された波
長λのX線のみが取り出されることになる。
しかし乍ら、この様な装置では第1分光結晶2
の回転機構、アーム3の回転機構、第2分光結晶
4の回転機構及び検出アーム5の回転機構並びに
それらの回転駆動源が独別に必要であるため、装
置は大型、複雑化し、取扱いが厄介で所期の精度
が得られないという欠点の他に、第1図から明ら
かな如く、θの増大に伴つて検出器が急激(4θ)
に回転し、X線源1の方に接近するため、大角度
つまり、低エネルギーのX線に対しては分析でき
ないという問題を有している。
本発明の主たる目的は小型で高精度の分光器を
提供することにある。
本発明の他の目的は、第1図に示す二分光結晶
型分析装置に使用して極めて顕著な効果を示す分
光器を提供することにある。
そのため第1の本発明によれば、結晶面が互い
に向き合い且つ平行をなした一対の分光結晶が距
離aだけ離間した状態で回転体に一体的に取り付
けられており、該一対の結晶のうちの一方の結晶
に入射するX線の入射角を変えるため該一方の結
晶の結晶面を含む第1の軸を中心にして前記回転
体を支持基板に対して回転させるための手段が備
えられており、該一方の分光結晶からブラツグ反
射された後前記一対の結晶のうちの他方の結晶に
入射してブラツグ反射されたX線を検出するため
X線検出器が検出器支持部材に取り付けられてお
り、前記一方の結晶の結晶面に垂直な方向にあつ
て前記第1の軸から距離2aの位置にある第2の
軸によつて前記回転体と前記検出器支持部材は係
合されており、前記X線光路上の一点において前
記支持基板に取り付けられた第3の軸を中心とし
て回転可能にアームが設けられており、前記検出
器支持部材は該第3の軸から距離2aの位置にあ
る第4の軸によつて該アームと係合されており、
前記第1、第2の軸を結ぶ線分と該第3、第4の
軸を結ぶ線分を節とし前記検出器支持部材を連結
杆として平行リンク機構が構成されていることを
特徴としている。
又、第2の本発明によれば、X線光路中に前置
分光結晶が配置されており、該前置結晶に入射す
るX線の入射角θを変えるため該前置結晶を回転
させるための手段が備えられており、該前置結晶
と同一格子定数を有すると共に結晶面が互いに向
き合い且つ平行をなした一対の分光結晶が距離a
だけ離間した状態で回転体に一体的に取り付けら
れており、前記前置結晶からブラツグ反射された
後該一対の結晶のうちの一方の結晶に入射するX
線の入射角を前記θに一致させるため該一方の結
晶の結晶面を含む第1の軸を中心にして前記回転
体を支持基板に対して回転させるための手段が備
えられており、該第1の分光結晶からブラツグ反
射された後前記一対の結晶のうちの他方の結晶に
入射してブラツグ反射されたX線を検出するため
X線検出器が検出器支持部材に取り付けられてお
り、前記一方の結晶の結晶面に垂直な方向にあつ
て前記第1の軸から距離2aの位置にある第2の
軸によつて前記回転体と前記検出器支持部材は係
合されており、前記X線光路上の一点において前
記支持基板に取り付けられた第3の軸を中心とし
て回転可能にアームが設けられており、前記検出
器支持部材は該第3の軸から距離2aの位置にあ
る第4の軸によつて該アームと係合されており、
前記第1、第2の軸を結ぶ線分と該第3、第4の
軸を結ぶ線分を節とし前記検出器支持部材を連結
杆として平行リンク機構が構成されており、前記
前置結晶の回転手段による角θの回転に伴つて前
記支持基板を前記前置結晶の回転軸を中心に2θ回
転させるための手段が備えられていることを特徴
としている。
先ず、本発明の原理を第3図及び第4図に基づ
き説明する。第3図において、AとBは互いに平
行で結晶面が向き合つた一対の結晶で、例えばチ
ヤンネルカツトにより作り出される。この結晶A
のO点に入射したX線は、ブラツグ条件を満たす
波長のものが反射した後、結晶Bに入射し、更に
反射して結晶Aへの入射X線と平行になつて検出
器方向に進む。図中X1は波長λ1のX線であり、
入射角θ1でブラツグ条件を満足し、又、X2は波
長λ2のX線で、θ2でブラツグ条件を満足するもの
である。ここで、結晶AとBとの間隔をaとし、
結晶AのO点(任意点であるが通常は中央)から
の垂直線上に2aの点Pをとると、結晶Bからの
反射X線X1,X2の延長線は幾何学的に必ずP点
を通過する。而して、第4図の如く、入射X線X
の方向を一定にし、結晶AとBを共にO点のまわ
りに回転せしめて入射角θを変化せしめると、結
晶Aに入射するX線と結晶Bから反射されるX線
との間隔Lは、図からL=2a cosθなる関係にあ
り、O点を中心とし、2aを半径とした円弧上の
点Pから入射X線Xまでの距離に等しい。即ち、
結晶Bから反射されるX線は常に点Pを含む直線
上にある。従つて、結晶A及びBを点Oのまわり
に回転してθを可変したとき、出射X線はLを異
にして得られるので、検出器をその方向に平行移
動させれば、異つた波長のX線を検出できるわけ
である。
第5図は上記原理に従つた本発明分光器の模型
的実施例図で結晶AとBは平行を保つて円板7上
に固定されており、この円板は軸8により点Oの
まわりに回転される。9は検出器10を保持した
アームで、入射X線Xと平行に配置され、2aを
半径とする弧上の点Pでアーム11と回転可能に
結合される。このアーム11の他端は回転軸8に
固定され、結晶A,Bと共に回転される。12は
アーム11と長さが等しく、且つ平行に配置され
たアームで、その一端Qは前記検出器アーム9と
回転可能に結合され、又他端Rは入射X線の光軸
上に回転可能に置かれている。而してアーム11
及びアーム12を節とし、アーム9を連結杆とし
て平行リンク機構を構成し、それによつて回転軸
8の回転による結晶A,Bの回転に伴つて、自動
的にアーム9が入射X線の光路と平行な状態を保
持したまま光路との距離を変える。このようにし
て、結晶Bから反射されたX線を検出器10に入
射せしめることができる。
第6図は本発明の具体的実施例の平面図、第7
図はその一部縦断面図であり、二結晶型の分光器
を構成するものである。
図中、13は基台で、固定筒14を有し、その
上端には基板15が固定されている。該基板の上
には、ソーラスリツト16が置かれ、X線源から
のX線を平行束にして前置分光結晶である第1の
分光結晶17に導いている。第1の分光結晶17
は前記対を成す分光結晶A,Bと同一の格子定数
を有していると共に、この第1の分光結晶17は
θ軸18の端部に固定されており、又、該θ軸は
固定筒14内を回転可能に貫通している。該θ軸
の他端には、ウオーム歯車19が固定され、噛合
したウオーム20を介してモーター(図示せず)
に結合している。前記固定筒の外側には中空状の
2θ軸21が回転可能に嵌合され、ウオーム歯車2
2、ウオーム23を介してモーター(図示せず)
から2θ回転が与えられる。前記2θ軸21には回転
アーム24が固定され一対の結晶A,Bを回転す
るための軸8を回転自在に支えている。この軸8
にはウオーム歯車25が固定されており、ウオー
ム26、歯車27を介して仮定線で描いたモータ
ー28に結合される。このモーターは、前記回転
アーム24に支えられている。このアーム24に
連結したアーム12は回転アーム24の入射X線
光軸上に回転可能に保持されている。第5図にお
けるアーム11は省略され、円板7で兼用してい
る。従つて、アーム9と円板7はピン29により
回転可能に結合されている。
斯る構成において、ウオーム20を駆動してθ
軸18を回転し、これと連動してウオーム23を
駆動して2θ軸21を回転すれば、第1の分光結晶
17と回転アーム24とがθ、2θの関係で回転
し、ブラツグの条件を満たしたX線が第2の分光
結晶A,Bに入射する。第2の分光結晶のモータ
ー28は第1分光結晶の駆動モーターと対応して
駆動されるため、該第2分光結晶もθ回転を行
い、この分光結晶でブラツグ反射したX線のみが
検出器10に検出される。
以上詳述したように、第1の本発明によれば、
対を成す一方の分光結晶の角度θの変化に伴つて
入射X線の光路に平行な状態で検出器を移動させ
るだけで良く、従来のように4θに従つて回転させ
る必要がない。そのため、検出器支持部材を大き
く回転させるためのスペースが不要となり、2分
光結晶型X線分光器を小形化することができる。
又、従来のようにX線の検出可能範囲が検出器支
持基板の4θ回転によつて制限されないため、より
大角度のθまで分光結晶を回転させることにより
低エネルギーのX線をも分光することができる。
更に又、第2の本発明によれば、前置分光結晶
によつてブラツグ反射されたX線を対を成し平行
配置された分光結晶により更に分光するようにし
ているため、極めて波長分解能が良いX線分光路
が提供されるが、この場合にも検出器支持部材を
2θ回転させるだけで良いため、小型で低エネルギ
ーのX線をも分光することのできるX線分光器が
提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は二分光結晶型分光器の概略を示す図、
第2図はその作用説明図、第3図及び第4図は本
発明の原理説明図、第5図は本発明の一実施例を
示す図、第6図は本発明の他の実施例を示す平面
図、第7図はその一部縦断面図である。 A,B……一対の分光結晶、7……円板、8…
…回転軸、9……検出器アーム、10……検出
器、11及び12……アーム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 結晶面が互いに向き合い且つ平行をなした一
    対の分光結晶が距離aだけ離間した状態で回転体
    に一体的に取り付けられており、該一対の結晶の
    うちの一方の結晶に入射するX線の入射角を変え
    るため該一方の結晶の結晶面を含む第1の軸を中
    心にして前記回転体を支持基板に対して回転させ
    るための手段が備えられており、該一方の分光結
    晶からブラツグ反射された後前記一対の結晶のう
    ちの他方の結晶に入射してブラツグ反射されたX
    線を検出するためX線検出器が検出器支持部材に
    取り付けられており、前記一方の結晶の結晶面に
    垂直な方向にあつて前記第1の軸から距離2aの
    位置にある第2の軸によつて前記回転体と前記検
    出器支持部材は係合されており、前記X線光路上
    の一点において前記支持基板に取り付けられた第
    3の軸を中心として回転可能にアームが設けられ
    ており、前記検出器支持部材は該第3の軸から距
    離2aの位置にある第4の軸によつて該アームと
    係合されており、前記第1、第2の軸を結ぶ線分
    と該第3、第4の軸を結ぶ線分を節とし前記検出
    器支持部材を連結杆として平行リンク機構が構成
    されていることを特徴とするX線分光器。 2 X線光路中に前置分光結晶が配置されてお
    り、該前置結晶に入射するX線の入射角θを変え
    るため該前置結晶を回転させるための手段が備え
    られており、該前置結晶と同一格子定数を有する
    と共に結晶面が互いに向き合い且つ平行をなした
    一対の分光結晶が距離aだけ離間した状態で回転
    体に一体的に取り付けられており、前記前置結晶
    からブラツグ反射された後該一対の結晶のうちの
    一方の結晶に入射するX線の入射角を前記θに一
    致させるため該一方の結晶の結晶面を含む第1の
    軸を中心にして前記回転体を支持基板に対して回
    転させるための手段が備えられており、該第1の
    分光結晶からブラツグ反射された後前記一対の結
    晶のうちの他方の結晶に入射してブラツグ反射さ
    れたX線を検出するためX線検出器が検出器支持
    部材に取り付けられており、前記一方の結晶の結
    晶面に垂直な方向にあつて前記第1の軸から距離
    2aの位置にある第2の軸によつて前記回転体と
    前記検出器支持部材は係合されており、前記X線
    光路上の一点において前記支持基板に取り付けら
    れた第3の軸を中心として回転可能にアームが設
    けられており、前記検出器支持部材は該第3の軸
    から距離2aの位置にある第4の軸によつて該ア
    ームと係合されており、前記第1、第2の軸を結
    ぶ線分と該第3、第4の軸を結ぶ線分を節とし前
    記検出器支持部材を連結杆として平行リンク機構
    が構成されており、前記前置結晶の回転手段によ
    る角θの回転に伴つて前記支持基板を前記前置結
    晶の回転軸を中心に2θ回転させるための手段が備
    えられていることを特徴とするX線分光器。
JP663679A 1979-01-23 1979-01-23 Xxray spectroscope Granted JPS5599050A (en)

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JP663679A JPS5599050A (en) 1979-01-23 1979-01-23 Xxray spectroscope

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JPS636830B2 true JPS636830B2 (ja) 1988-02-12

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NL8204584A (nl) * 1982-11-25 1984-06-18 Philips Nv Roentgen analyse apparaat met een vier-kristal monochromator.
JP2006337122A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Shimadzu Corp X線分光装置
JP2006337290A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Shimadzu Corp X線分光装置

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