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JP2014022109A - X-ray generator - Google Patents

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JP2014022109A JP2012157776A JP2012157776A JP2014022109A JP 2014022109 A JP2014022109 A JP 2014022109A JP 2012157776 A JP2012157776 A JP 2012157776A JP 2012157776 A JP2012157776 A JP 2012157776A JP 2014022109 A JP2014022109 A JP 2014022109A
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Abstract

【課題】 カソードから放出された電子のアノードに対する衝突位置を調節可能なX線発生装置を提供する。
【解決手段】 電子4を放出するカソード3と、カソード3から放出された電子4が衝突することによりX線を発生するアノード6と、電磁石13とを備えている。カソード3及びアノード6は真空チャンバ内に設けられ、電磁石13は真空チャンバ外に設けられている。電磁石13により発生させた磁場を真空チャンバの外部から電子4に作用させることにより、アノード6に対する電子4の衝突位置を調節することができる。
【選択図】 図4
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray generator capable of adjusting a collision position of electrons emitted from a cathode to an anode.
A cathode 3 that emits electrons 4, an anode 6 that generates X-rays when the electrons 4 emitted from the cathode 3 collide, and an electromagnet 13 are provided. The cathode 3 and the anode 6 are provided in the vacuum chamber, and the electromagnet 13 is provided outside the vacuum chamber. By causing the magnetic field generated by the electromagnet 13 to act on the electrons 4 from the outside of the vacuum chamber, the collision position of the electrons 4 with respect to the anode 6 can be adjusted.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、真空チャンバ内に、電子を放出するカソードと、当該カソードから放出された電子が衝突することによりX線を発生するアノードとを備えたX線発生装置に関するものである。   The present invention relates to an X-ray generator having a cathode that emits electrons and an anode that generates X-rays when electrons emitted from the cathode collide in a vacuum chamber.

図7には一般的な回転対陰極型X線発生装置の構成が例示されている。図7に示すX線発生装置30は、真空チャンバ31内に、電子32を放出するカソード(フィラメント)33と、カソード33から放出された電子32が衝突することによりX線34を発生する円柱状又は円板状のアノード35とを備えている。アノード35の外周面は、カソード33から放出された電子32が衝突するターゲット面35aを成している。真空チャンバ31の外側には、アノード35を軸35b回りに回転させる回転機構(図示省略)が設けられている。このX線発生装置30は、アノード35から放出された電子32を高速で回転するアノード35のターゲット面35aに衝突させることによりX線34を発生させる。発生したX線34は、真空チャンバ31の窓36から出射される。   FIG. 7 illustrates the configuration of a general rotating anti-cathode X-ray generator. An X-ray generator 30 shown in FIG. 7 has a columnar shape that generates X-rays 34 when a cathode (filament) 33 that emits electrons 32 and an electron 32 emitted from the cathode 33 collide in a vacuum chamber 31. Alternatively, a disc-shaped anode 35 is provided. The outer peripheral surface of the anode 35 forms a target surface 35 a on which the electrons 32 emitted from the cathode 33 collide. A rotation mechanism (not shown) for rotating the anode 35 about the shaft 35b is provided outside the vacuum chamber 31. The X-ray generator 30 generates X-rays 34 by causing electrons 32 emitted from the anode 35 to collide with a target surface 35a of the anode 35 rotating at high speed. The generated X-ray 34 is emitted from the window 36 of the vacuum chamber 31.

このX線発生装置30は、X線回折装置のX線源として用いられる。X線回折装置は、X線の回折現象を利用して試料の結晶構造を調べるための装置である。図8に例示するX線回折装置40は、X線源であるX線発生装置30と、X線発生装置30から出射したX線34を試料41に向けて反射させるミラー42と、ミラー42を保持するミラー台43と、試料41を保持する試料台44と、試料41からの回折X線45bを検出するX線検出器46と、を備えている。試料台44とX線検出器46はゴニオメータ47に搭載されている。ゴニオメータ47は、ミラー台43と試料台44とX線検出器46との相対位置関係を変更させるための装置である。そして、X線発生装置30と、ミラー台43と、ゴニオメータ47とが同一ベース48上に正確に位置決めされて固定されている。試料41は、ゴニオメータ47の回動中心軸上に正確に位置決めされて保持されている。   This X-ray generator 30 is used as an X-ray source of an X-ray diffractometer. The X-ray diffractometer is an apparatus for examining the crystal structure of a sample by utilizing an X-ray diffraction phenomenon. An X-ray diffractometer 40 illustrated in FIG. 8 includes an X-ray generator 30 that is an X-ray source, a mirror 42 that reflects X-rays 34 emitted from the X-ray generator 30 toward a sample 41, and a mirror 42. A mirror table 43 to be held, a sample table 44 to hold the sample 41, and an X-ray detector 46 that detects diffracted X-rays 45 b from the sample 41 are provided. The sample stage 44 and the X-ray detector 46 are mounted on a goniometer 47. The goniometer 47 is a device for changing the relative positional relationship among the mirror table 43, the sample table 44, and the X-ray detector 46. The X-ray generator 30, the mirror base 43, and the goniometer 47 are accurately positioned and fixed on the same base 48. The sample 41 is accurately positioned and held on the rotation center axis of the goniometer 47.

図8に例示するX線回折装置40によれば、ゴニオメータ47を回動させて、ミラー台43と試料台41とX線検出器46との相対位置関係を変更させることにより、X線発生装置30からミラー42を介して試料41に向かう入射X線45aと試料41からX線検出器46に向かう回折X線45bとのなす角度を変更しながら試料41からの回折X線45bの強度を検出することができる。   According to the X-ray diffraction apparatus 40 illustrated in FIG. 8, the goniometer 47 is rotated to change the relative positional relationship among the mirror table 43, the sample table 41, and the X-ray detector 46. The intensity of the diffracted X-ray 45b from the sample 41 is detected while changing the angle formed by the incident X-ray 45a directed from 30 to the sample 41 via the mirror 42 and the diffracted X-ray 45b directed from the sample 41 to the X-ray detector 46. can do.

図8に例示するX線回折装置40においては、X線発生装置30とミラー42と試料41とX線検出器46との相対位置をベース48上にて正確に調整した上でX線回折測定がなされる。   In the X-ray diffractometer 40 illustrated in FIG. 8, the X-ray diffraction measurement is performed after the relative positions of the X-ray generator 30, the mirror 42, the sample 41, and the X-ray detector 46 are accurately adjusted on the base 48. Is made.

しかし、X線発生装置30内、特にカソード33とその近傍は高温になるため、熱の影響あるいは保守のための構成部品の交換等により、アノード35に対するカソード33の位置が変化することがある。アノード35とカソード33との相対位置が変化すると、アノード35に対する電子32の衝突位置が変化するため、X線発生装置30からミラー42に向かうX線34の角度が変化してしまう。   However, since the temperature inside the X-ray generator 30, particularly the cathode 33 and the vicinity thereof, becomes high, the position of the cathode 33 with respect to the anode 35 may change due to the influence of heat or replacement of components for maintenance. When the relative position between the anode 35 and the cathode 33 changes, the collision position of the electrons 32 against the anode 35 changes, so that the angle of the X-ray 34 from the X-ray generator 30 toward the mirror 42 changes.

このため、X線発生装置30とミラー42等との相対位置調整がいかに正確になされても、その位置調整後に、X線発生装置30からミラー42に向かうX線34の角度が変化してしまうことにより、ミラー42へのX線34の入射角度及び入射位置が変化し、X線45aが試料41に正確に照射されなくなる場合がある。このような場合、従来のX線回折装置40においては、X線発生装置30とミラー42等との相対位置の再調整を余儀なくされていた。   For this reason, no matter how accurate the relative position adjustment between the X-ray generator 30 and the mirror 42 is performed, the angle of the X-ray 34 from the X-ray generator 30 toward the mirror 42 changes after the position adjustment. As a result, the incident angle and the incident position of the X-ray 34 on the mirror 42 change, and the X-ray 45a may not be accurately irradiated onto the sample 41 in some cases. In such a case, in the conventional X-ray diffractometer 40, the relative position between the X-ray generator 30 and the mirror 42 has to be readjusted.

本発明が解決しようとする課題は、カソードから放出された電子のアノードに対する衝突位置を真空チャンバの外部から適正な位置に調節可能なX線発生装置及びこれを備えたX線回折装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray generator capable of adjusting the collision position of electrons emitted from the cathode to the anode to an appropriate position from the outside of the vacuum chamber, and an X-ray diffractometer provided with the same. There is.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

[X線発生装置]
第1の発明のX線発生装置は、真空チャンバ内に、電子を放出するカソードと、当該カソードから放出された電子が衝突することによりX線を発生するアノードとを備えたX線発生装置において、前記カソードから放出された電子に前記真空チャンバの外部から磁場を作用させることにより前記アノードに対する電子の衝突位置を調節可能な電子衝突位置調節手段を備えたことを特徴とする。
[X-ray generator]
An X-ray generator according to a first aspect of the present invention is an X-ray generator including a cathode that emits electrons and an anode that generates X-rays when electrons emitted from the cathode collide in a vacuum chamber. And an electron collision position adjusting means capable of adjusting an electron collision position with respect to the anode by applying a magnetic field to the electrons emitted from the cathode from the outside of the vacuum chamber.

上記のように構成された第1の発明のX線発生装置は、カソードから放出された電子のアノードに対する衝突位置が何らかの原因で適正な位置から変位した場合、カソードから放出された電子に真空チャンバの外部から磁場を作用させることにより、アノードに対する電子の衝突位置を適正な位置に調節することが可能である。   In the X-ray generator of the first invention configured as described above, when the collision position of the electrons emitted from the cathode with respect to the anode is displaced from an appropriate position for some reason, the electron emitted from the cathode is subjected to a vacuum chamber. By applying a magnetic field from the outside, it is possible to adjust the collision position of electrons to the anode to an appropriate position.

第2の発明のX線発生装置は、第1の発明のX線発生装置を前提として、前記アノードを軸回りに回転させる回転機構を備え、
前記アノードは、前記軸と同軸に設けられた円筒面状のターゲット面を有し、
前記電子衝突位置調節手段は、前記アノードに対する電子の衝突位置を、前記ターゲット面の周方向又は軸方向に調節可能に構成されていることを特徴としている。
The X-ray generator of the second invention is provided with a rotation mechanism for rotating the anode around the axis on the premise of the X-ray generator of the first invention,
The anode has a cylindrical target surface provided coaxially with the axis,
The electron collision position adjusting means is configured to be capable of adjusting an electron collision position with respect to the anode in a circumferential direction or an axial direction of the target surface.

上記のように構成された第2の発明のX線発生装置は、カソードから放出された電子のアノードに対する衝突位置が何らかの原因で適正な位置から変位した場合、カソードから放出された電子に真空チャンバの外部から磁場を作用させることにより、アノードに対する電子の衝突位置を、ターゲット面の周方向又は軸方向に移動させて適正な位置に調節することが可能である。   In the X-ray generator of the second invention configured as described above, when the collision position of the electrons emitted from the cathode with respect to the anode is displaced from an appropriate position for some reason, the electron emitted from the cathode is subjected to a vacuum chamber. By applying a magnetic field from the outside, it is possible to adjust the collision position of the electrons to the anode to an appropriate position by moving in the circumferential direction or the axial direction of the target surface.

第3の発明のX線発生装置は、第1又は第2の発明のX線発生装置を前提として、前記電子衝突位置調節手段が前記磁場の発生源として電磁石又は永久磁石を備えていることを特徴としている。   In the X-ray generator of the third invention, on the premise of the X-ray generator of the first or second invention, the electron collision position adjusting means includes an electromagnet or a permanent magnet as the magnetic field generation source. It is a feature.

上記のように構成された第3の発明のX線発生装置は、カソードから放出された電子のアノードに対する衝突位置が何らかの原因で適正な位置から変位した場合、カソードから放出された電子に、電磁石又は永久磁石を発生源とする磁場を真空チャンバの外部から作用させることにより、アノードに対する電子の衝突位置を適正な位置に調節することが可能である。   In the X-ray generator of the third invention configured as described above, when the collision position of the electrons emitted from the cathode with respect to the anode is displaced from an appropriate position for some reason, the electrons emitted from the cathode are electromagnetized. Alternatively, the collision position of electrons with respect to the anode can be adjusted to an appropriate position by applying a magnetic field generated from a permanent magnet from the outside of the vacuum chamber.

[X線回折装置]
本発明のX線回折装置は、請求項1乃至3の何れかのX線発生装置と、当該X線発生装置から出射したX線を試料に向けて反射させるミラーと、当該ミラーを保持するミラー台と、試料を保持する試料台と、試料からの回折X線を検出するX線検出器と、を有する。
[X-ray diffractometer]
An X-ray diffractometer of the present invention includes an X-ray generator according to any one of claims 1 to 3, a mirror that reflects X-rays emitted from the X-ray generator toward a sample, and a mirror that holds the mirror A table, a sample table for holding the sample, and an X-ray detector for detecting diffracted X-rays from the sample.

上記のように構成されたX線回折装置は、カソードから放出された電子のアノードに対する衝突位置が何らかの原因で適正な位置から変位し、そのことが原因でX線が試料に正確に照射されなくなった場合でも、カソードから放出された電子に真空チャンバの外部から磁場を作用させて、アノードに対する電子の衝突位置を適正な位置に調節することにより、X線が試料に正確に照射されるようにすることができるので、X線発生装置とミラー等との相対位置を再調整する必要がない。   In the X-ray diffractometer configured as described above, the collision position of the electrons emitted from the cathode with respect to the anode is displaced from an appropriate position for some reason, so that the X-ray is not accurately irradiated to the sample. In this case, a magnetic field is applied to the electrons emitted from the cathode from the outside of the vacuum chamber so that the collision position of the electrons with respect to the anode is adjusted to an appropriate position so that the X-ray is accurately irradiated to the sample. Therefore, it is not necessary to readjust the relative position between the X-ray generator and the mirror.

本発明によれば、カソードから放出された電子に真空チャンバの外部から磁場を作用させることにより、アノードに対する電子の衝突位置を適正な位置に調節することができる。   According to the present invention, by applying a magnetic field to the electrons emitted from the cathode from the outside of the vacuum chamber, the collision position of the electrons with the anode can be adjusted to an appropriate position.

本発明のX線発生装置の実施形態の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of embodiment of the X-ray generator of this invention 本発明のX線発生装置の一例を示す斜視図The perspective view which shows an example of the X-ray generator of this invention 図2中の電子衝突位置調節装置の内部の構成を可視化した斜視図The perspective view which visualized the internal structure of the electronic collision position adjustment apparatus in FIG. 真空チャンバ内に設けられたカソード及びアノードと真空チャンバの外部に設けられた電磁石との位置関係を例示する斜視図The perspective view which illustrates the positional relationship of the cathode and anode provided in the vacuum chamber, and the electromagnet provided in the exterior of the vacuum chamber アノードに対する電子の衝突位置の変化とアノードから発生するX線の出射軸の変化との関係を示すX線発生装置の断面図Sectional drawing of the X-ray generator which shows the relationship between the change of the collision position of the electron with respect to an anode, and the change of the outgoing axis of the X-ray generated from an anode アノードのターゲット面における電子の照射領域についての説明図Explanatory diagram of electron irradiation area on target surface of anode 公知のX線発生装置の構成を例示する断面図Sectional view illustrating the configuration of a known X-ray generator 公知のX線回折装置の構成を例示する平面図A plan view illustrating the configuration of a known X-ray diffractometer

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ説明する。
[X線発生装置]
図1に示すX線発生装置1は、真空チャンバ2内に、電子を放出するカソード3と、カソード3から放出された電子4が衝突することによりX線5を発生する円柱状のアノード6とを備えている。アノード6の外周面は、カソード3から放出された電子4が衝突するターゲット面7を成している。真空チャンバ2の外側には、アノード6を軸6a回りに回転させる回転機構8が設けられている。このX線発生装置1は、カソード3から放出された電子を高速で回転するアノード6のターゲット面7に垂直に衝突させることによりX線5を発生させる。発生したX線5は、真空チャンバ2の窓9から出射される。ターゲット面7から放射されるX線5の放射角度θは約6°である。このため、X線5の断面形状(出射方向に対して直交する断面の形状)がほぼ円形になるように、ターゲット面7への電子4の照射領域10のアスペクト比すなわち、ターゲット面7の円周(接線)方向の長さL1と軸6a方向の長さL2との比が1対10に制御されている(図6参照)。
以上の基本的構成は、従来のX線発生装置と概ね同じである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[X-ray generator]
An X-ray generator 1 shown in FIG. 1 includes a cathode 3 that emits electrons in a vacuum chamber 2, and a cylindrical anode 6 that generates X-rays 5 by collision of electrons 4 emitted from the cathode 3. It has. The outer peripheral surface of the anode 6 forms a target surface 7 on which the electrons 4 emitted from the cathode 3 collide. A rotating mechanism 8 that rotates the anode 6 about the axis 6a is provided outside the vacuum chamber 2. The X-ray generator 1 generates X-rays 5 by causing electrons emitted from the cathode 3 to collide perpendicularly with the target surface 7 of the anode 6 that rotates at high speed. The generated X-ray 5 is emitted from the window 9 of the vacuum chamber 2. The radiation angle θ of the X-rays 5 radiated from the target surface 7 is about 6 °. For this reason, the aspect ratio of the irradiation region 10 of the electrons 4 on the target surface 7, that is, the circle of the target surface 7, so that the cross-sectional shape of the X-ray 5 (the shape of the cross section orthogonal to the emission direction) is substantially circular. The ratio of the length L1 in the circumferential (tangential) direction to the length L2 in the axis 6a direction is controlled to 1:10 (see FIG. 6).
The basic configuration described above is almost the same as that of a conventional X-ray generator.

本発明のX線発生装置1は、上記基本的構成に加え、カソード3から放出された電子4に真空チャンバ2の外部から磁場を作用させることによりアノード6に対する電子4の衝突位置を調節可能な電子衝突位置調節装置11を備えている。   In addition to the above basic configuration, the X-ray generator 1 of the present invention can adjust the collision position of the electrons 4 against the anode 6 by applying a magnetic field to the electrons 4 emitted from the cathode 3 from the outside of the vacuum chamber 2. An electronic collision position adjusting device 11 is provided.

図2に示すように、電子衝突位置調節装置11は、回転機構8に隣接させて設けられている。電子衝突位置調節装置11は、直方体形状の縦長の筐体12を有し、図3に示すように、その筐体12内に、磁場の発生源である電磁石13を有している。電磁石13は、図示しない磁場制御回路に接続されている。磁場制御回路は、電磁石13のコイルに流す電流の強度及び向きを調節することにより磁場の強度及び極性を制御するための制御回路である。筐体12は、その背面全体が開口しており、その開口している部分が真空チャンバ2に接合されている。   As shown in FIG. 2, the electron collision position adjusting device 11 is provided adjacent to the rotation mechanism 8. The electron collision position adjusting device 11 has a rectangular parallelepiped vertical casing 12 and, as shown in FIG. 3, an electromagnet 13 that is a magnetic field generation source in the casing 12. The electromagnet 13 is connected to a magnetic field control circuit (not shown). The magnetic field control circuit is a control circuit for controlling the intensity and polarity of the magnetic field by adjusting the intensity and direction of the current flowing through the coil of the electromagnet 13. The entire rear surface of the housing 12 is open, and the open portion is joined to the vacuum chamber 2.

筐体12には、電磁石13を左右方向(X軸方向)及び上下方向(Y軸方法)に移動させるための電磁石移動装置14が設けられている。電磁石移動装置14は、電磁石13を保持している電磁石保持体15と、電磁石保持体15の位置をX軸方向に微調整するためのX軸微調節機構16と、電磁石保持体15の位置をY軸方向に微調節するためのY軸微調節機構17と、を有している。X軸微調節機構16は、X軸方向微調節螺子18とX軸方向弾性支持機構21とを有している。Y軸微調節機構17は、Y軸方向微調節螺子19とY軸方向弾性支持機構22とを有している。X軸方向微調節螺子18及びY軸方法微調節螺子19は、手動で回動操作される送り螺子式の微調節螺子であり、回動操作量に応じて各々の先端18a、19aがX軸方向及びY軸方向に進退移動する。電磁石保持体15は、X軸方向弾性支持機構21によってX軸方向に変位可能に支持されるとともに、Y軸方向弾性支持機構22によってY軸方向に変位可能に支持されている。また、電磁石保持体15は、X軸方向弾性支持機構21によってX軸方向微調節螺子18の先端18aに押し付けられるとともに、Y軸方向弾性支持機構22によってY軸方向微調節螺子19の先端19aに押し付けられている。両微調節螺子18、19の先端18a、19aと電磁石保持体15とは互いに摺動可能である。X軸方向微調節螺子18を回動操作すると、その先端18aが進退移動するため、電磁石保持体15がX軸方向に微少な移動量で移動する。Y軸方向微調節螺子19を回動操作すると、その先端19aが進退移動するため、電磁石保持体15がY軸方向に微少な移動量で移動する。したがって、両微調節螺子18、19を操作することにより、カソード3及びアノード6に対する電磁石14の相対位置をX軸方向及びY軸方向に微調節することが可能である。   The casing 12 is provided with an electromagnet moving device 14 for moving the electromagnet 13 in the left-right direction (X-axis direction) and the up-down direction (Y-axis method). The electromagnet moving device 14 includes an electromagnet holding body 15 holding the electromagnet 13, an X-axis fine adjustment mechanism 16 for finely adjusting the position of the electromagnet holding body 15 in the X-axis direction, and the position of the electromagnet holding body 15. And a Y-axis fine adjustment mechanism 17 for fine adjustment in the Y-axis direction. The X-axis fine adjustment mechanism 16 includes an X-axis direction fine adjustment screw 18 and an X-axis direction elastic support mechanism 21. The Y-axis fine adjustment mechanism 17 includes a Y-axis direction fine adjustment screw 19 and a Y-axis direction elastic support mechanism 22. The X-axis direction fine adjustment screw 18 and the Y-axis method fine adjustment screw 19 are feed screw type fine adjustment screws that are manually operated to rotate. Move forward and backward in the direction and the Y-axis direction. The electromagnet holder 15 is supported by the X-axis elastic support mechanism 21 so as to be displaceable in the X-axis direction, and is supported by the Y-axis elastic support mechanism 22 so as to be displaceable in the Y-axis direction. The electromagnet holder 15 is pressed against the tip end 18 a of the X-axis direction fine adjustment screw 18 by the X-axis direction elastic support mechanism 21, and at the tip 19 a of the Y-axis direction fine adjustment screw 19 by the Y-axis direction elastic support mechanism 22. It is pressed. The tips 18a and 19a of the fine adjustment screws 18 and 19 and the electromagnet holder 15 are slidable with respect to each other. When the X-axis direction fine adjustment screw 18 is turned, the tip 18a moves forward and backward, so that the electromagnet holding body 15 moves with a slight movement amount in the X-axis direction. When the Y-axis direction fine adjustment screw 19 is turned, the tip 19a moves forward and backward, so that the electromagnet holder 15 moves with a slight movement amount in the Y-axis direction. Therefore, by operating both fine adjustment screws 18 and 19, the relative position of the electromagnet 14 with respect to the cathode 3 and the anode 6 can be finely adjusted in the X-axis direction and the Y-axis direction.

上記のように構成されたX線発生装置1は、真空チャンバ2の外部に電磁石13を備えているので、カソード3から放出された電子4に真空チャンバ2の外部から磁場を作用させて、アノード6に到る電子4の軌道を変化せることができる。そして、電磁石13により発生させる磁場の強度及び極性を調節するとともに、図4に示すように、カソード3及びアノード6に対する電磁石14の位置をX軸方向及びY軸方向に調節することにより、電子4の軌道の変化の向き及び大きさを調節することができる。   Since the X-ray generator 1 configured as described above includes the electromagnet 13 outside the vacuum chamber 2, a magnetic field is applied to the electrons 4 emitted from the cathode 3 from the outside of the vacuum chamber 2, so that the anode The trajectory of the electrons 4 reaching 6 can be changed. Then, the intensity and polarity of the magnetic field generated by the electromagnet 13 are adjusted, and the position of the electromagnet 14 with respect to the cathode 3 and the anode 6 is adjusted in the X-axis direction and the Y-axis direction as shown in FIG. The direction and magnitude of the trajectory change can be adjusted.

したがって、このX線発生装置1によれば、カソード3から放出された電子4のアノード6に対する衝突位置が何らかの原因で適正な位置から変位した場合、真空チャンバ2の外部から磁場を作用させて、電子4の軌道の変化の向き及び大きさをX軸方向及びY軸方向に調節することにより、アノード6に対する電子4の衝突位置を、ターゲット面7の周方向又は軸方向に移動させて適正な位置に調節することができる。   Therefore, according to this X-ray generator 1, when the collision position of the electrons 4 emitted from the cathode 3 to the anode 6 is displaced from an appropriate position for some reason, a magnetic field is applied from the outside of the vacuum chamber 2, By adjusting the direction and magnitude of the change in the trajectory of the electrons 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction, the collision position of the electrons 4 with respect to the anode 6 can be moved in the circumferential direction or the axial direction of the target surface 7 so as to be appropriate. Can be adjusted to the position.

[X線回折装置]
本発明のX線回折装置は、図8に例示したX線回折装置40におけるX線発生装置30に替えて、本発明のX線発生装置1を使用することにより実現できる。すなわち、本発明のX線回折装置は、X線発生装置1と、X線発生装置1から出射したX線34(5)を試料41に向けて反射させるミラー42と、ミラー42を保持するミラー台43と、試料41を保持する試料台44と、試料41からの回折X線45bを検出するX線検出器46と、を備えている。そして、X線発生装置1と、ミラー台43と、ゴニオメータ47とが同一ベース48上に正確に位置決めされて固定されている。試料41は、ゴニオメータ47の回動中心軸上に正確に位置決めされて保持されている。
[X-ray diffractometer]
The X-ray diffractometer of the present invention can be realized by using the X-ray generator 1 of the present invention instead of the X-ray generator 30 in the X-ray diffractometer 40 illustrated in FIG. That is, the X-ray diffractometer of the present invention includes the X-ray generator 1, the mirror 42 that reflects the X-ray 34 (5) emitted from the X-ray generator 1 toward the sample 41, and the mirror that holds the mirror 42. A stage 43, a sample stage 44 that holds the sample 41, and an X-ray detector 46 that detects diffracted X-rays 45 b from the sample 41 are provided. The X-ray generator 1, the mirror base 43, and the goniometer 47 are accurately positioned and fixed on the same base 48. The sample 41 is accurately positioned and held on the rotation center axis of the goniometer 47.

X線発生装置1内において、カソード3から放出された電子4のアノード6に対する衝突位置が何らかの原因で適正な位置から変位すると、X線発生装置1から出射されるX線34(5)の出射軸が変位する。その結果、ミラー42へのX線34(5)の入射角度などが変化し、ミラー42で反射されたX線45a(5)が試料41に正確に照射されなくなる。このような場合でも、本発明のX線回折装置は、カソード3から放出された電子4に真空チャンバ2の外部から電磁石13の磁場を作用させて、アノード6に対する電子4の衝突位置を適正な位置に調節することにより、X線45a(5)が試料41に正確に照射されるようにすることができる。   In the X-ray generator 1, when the collision position of the electrons 4 emitted from the cathode 3 to the anode 6 is displaced from an appropriate position for some reason, the X-ray 34 (5) emitted from the X-ray generator 1 is emitted. The axis is displaced. As a result, the incident angle of the X-ray 34 (5) to the mirror 42 changes, and the X-ray 45a (5) reflected by the mirror 42 is not accurately irradiated to the sample 41. Even in such a case, the X-ray diffractometer of the present invention causes the electron 4 emitted from the cathode 3 to act on the magnetic field of the electromagnet 13 from the outside of the vacuum chamber 2 so that the collision position of the electron 4 with the anode 6 is appropriate. By adjusting the position, it is possible to accurately irradiate the sample 41 with the X-ray 45a (5).

図5に示すように、ターゲット面7の曲率のため、電子4の衝突位置がターゲット面7の周方向に変位すると、図5中に実線矢印及びその上下の破線矢印で示すように、X線5の出射軸が上下(X軸方向)にも変位する。また、図6に示すように、ターゲット面7への電子4の照射領域10が、アノード6の軸6a方向に長く周方向に短く形成されるため、電子4の衝突位置がアノード6の軸6a方向に変位したときよりも周方向に変位したときの方がX線34(5)の出射軸の変位に大きく影響する。このため、カソード3からアノード6に到る電子4の軌道を電磁石13の磁場によってY軸方向(図4参照)に調節して、電子4の衝突位置をターゲット面7の周方向に変位させることにより、X線34(5)の出射軸を最も効果的に調節して、X線45a(5)試料41に正確に照射されるように、X線34(5)をミラー42に入射させることができる。X線発生装置1内でX線34(5)の出射軸を調整することができるので、X線発生装置1とミラー42等との相対位置を再調整する必要はない。   As shown in FIG. 5, due to the curvature of the target surface 7, when the collision position of the electrons 4 is displaced in the circumferential direction of the target surface 7, as shown by a solid line arrow and broken arrows above and below it in FIG. 5 is also displaced vertically (in the X-axis direction). Further, as shown in FIG. 6, the irradiation region 10 of the electrons 4 on the target surface 7 is formed long in the direction of the axis 6 a of the anode 6 and short in the circumferential direction, so that the collision position of the electrons 4 is the axis 6 a of the anode 6. The displacement in the circumferential direction has a greater effect on the displacement of the emission axis of the X-ray 34 (5) than in the displacement in the direction. For this reason, the trajectory of the electrons 4 from the cathode 3 to the anode 6 is adjusted in the Y-axis direction (see FIG. 4) by the magnetic field of the electromagnet 13 to displace the collision position of the electrons 4 in the circumferential direction of the target surface 7. Thus, the X-ray 34 (5) is incident on the mirror 42 so that the X-ray 34a (5) is most effectively adjusted to accurately irradiate the X-ray 45a (5) sample 41. Can do. Since the emission axis of the X-ray 34 (5) can be adjusted in the X-ray generator 1, there is no need to readjust the relative position between the X-ray generator 1 and the mirror 42 or the like.

なお、上記実施形態では、磁場の発生源として電磁石を採用したが、磁場の発生源として永久磁石を用いることも可能である。永久磁石を用いることにより、磁場制御回路を省略することができる。   In the above-described embodiment, an electromagnet is used as a magnetic field generation source. However, a permanent magnet can be used as a magnetic field generation source. By using a permanent magnet, the magnetic field control circuit can be omitted.

1 X線発生装置
2 真空チャンバ
3 カソード
4 電子
5 X線
6 アノード
6a 軸
7 ターゲット面
8 回転機構
9 窓
41 試料
42 ミラー
43 ミラー台
44 試料台
46 X線検出器
47 ゴニオメータ
48 ベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray generator 2 Vacuum chamber 3 Cathode 4 Electron 5 X-ray 6 Anode 6a Axis 7 Target surface 8 Rotating mechanism 9 Window 41 Sample 42 Mirror 43 Mirror stand 44 Sample stand 46 X-ray detector 47 Goniometer 48 Base

Claims (4)

真空チャンバ内に、電子を放出するカソードと、当該カソードから放出された電子が衝突することによりX線を発生するアノードとを備えたX線発生装置において、
前記カソードから放出された電子に前記真空チャンバの外部から磁場を作用させることにより前記アノードに対する電子の衝突位置を調節可能な電子衝突位置調節手段を備えたことを特徴とする、X線発生装置。
In an X-ray generator comprising: a cathode that emits electrons in a vacuum chamber; and an anode that generates X-rays when electrons emitted from the cathode collide with each other.
An X-ray generating apparatus comprising: an electron collision position adjusting means capable of adjusting an electron collision position with respect to the anode by applying a magnetic field to the electrons emitted from the cathode from the outside of the vacuum chamber.
前記アノードを軸回りに回転させる回転機構を備え、
前記アノードは、前記軸と同軸に設けられた円筒面状のターゲット面を有し、
前記電子衝突位置調節手段は、前記アノードに対する電子の衝突位置を、前記ターゲット面の周方向又は軸方向に調節可能である、請求項1記載のX線発生装置。
A rotation mechanism for rotating the anode around an axis;
The anode has a cylindrical target surface provided coaxially with the axis,
The X-ray generator according to claim 1, wherein the electron collision position adjusting means is capable of adjusting an electron collision position with respect to the anode in a circumferential direction or an axial direction of the target surface.
前記電子衝突位置調節手段は、前記磁場の発生源として永久磁石又は電磁石を備える、請求項1又は2記載のX線発生装置。   The X-ray generation apparatus according to claim 1, wherein the electron collision position adjusting means includes a permanent magnet or an electromagnet as a generation source of the magnetic field. 請求項1乃至3の何れかのX線発生装置と、当該X線発生装置から出射したX線を試料に向けて反射させるミラーと、当該ミラーを保持するミラー台と、試料を保持する試料台と、試料からの回折X線を検出するX線検出器と、を有するX線回折装置。   The X-ray generator according to any one of claims 1 to 3, a mirror that reflects X-rays emitted from the X-ray generator toward a sample, a mirror table that holds the mirror, and a sample table that holds a sample And an X-ray detector for detecting diffracted X-rays from the sample.
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