JPH09166488A - Ｘ線分光器 - Google Patents
Ｘ線分光器Info
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- JPH09166488A JPH09166488A JP7324490A JP32449095A JPH09166488A JP H09166488 A JPH09166488 A JP H09166488A JP 7324490 A JP7324490 A JP 7324490A JP 32449095 A JP32449095 A JP 32449095A JP H09166488 A JPH09166488 A JP H09166488A
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- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点状のＸ線光源に対して、一つのＸ線分光器
で一回の波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時
に行うことができるＸ線分光器を提供する。 【解決手段】 点状のＸ線光源から放出されたＸ線は分
光結晶において回折され、回折角度に応じた波長の回折
Ｘ線をＸ線検出器に照射する。Ｘ線光源２を固定した状
態で分光結晶１および検出器３をローランド円４に沿っ
て移動すると、Ｘ線分光器が分光する波長は順に変化す
る。分光結晶１は分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結
晶１１，１２を含み、湾曲結晶の少なくとも一つは基準
面に対して離れた位置に配置する。Ｘ線は複数個の湾曲
結晶１１，１２に同時に入射し、回折角度に応じた波長
のＸ線を回折する。これによって、一回の分光走査にお
いて、ある湾曲結晶が分光可能な分光波長範囲を越えた
後の波長については他の湾曲結晶によって分光し、一つ
のＸ線分光器で一回の波長走査によって複数の波長範囲
の分光を同時に行う。
で一回の波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時
に行うことができるＸ線分光器を提供する。 【解決手段】 点状のＸ線光源から放出されたＸ線は分
光結晶において回折され、回折角度に応じた波長の回折
Ｘ線をＸ線検出器に照射する。Ｘ線光源２を固定した状
態で分光結晶１および検出器３をローランド円４に沿っ
て移動すると、Ｘ線分光器が分光する波長は順に変化す
る。分光結晶１は分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結
晶１１，１２を含み、湾曲結晶の少なくとも一つは基準
面に対して離れた位置に配置する。Ｘ線は複数個の湾曲
結晶１１，１２に同時に入射し、回折角度に応じた波長
のＸ線を回折する。これによって、一回の分光走査にお
いて、ある湾曲結晶が分光可能な分光波長範囲を越えた
後の波長については他の湾曲結晶によって分光し、一つ
のＸ線分光器で一回の波長走査によって複数の波長範囲
の分光を同時に行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線マイクロア
ナライザ等のＸ線分析装置に使用するＸ線分光器に関す
る。
ナライザ等のＸ線分析装置に使用するＸ線分光器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線分析装置は、電子ビーム等の照射に
よって試料面から放出される特性Ｘ線を検出して成分元
素の分布等の測定を行う。このＸ線分光において、Ｘ線
分光器は特性Ｘ線の波長の走査を行い、波長走査によっ
て得られた回折Ｘ線のピークから成分元素の検出を行
う。図７はＸ線分析装置における従来のＸ線分光器の構
成を説明するための概略図である。図７において、従来
のＸ線分光器は試料上のＸ線光源２と分光結晶１と検出
器３を基準面７上のローランド円４上に配置し、試料位
置のＸ線光源２を固定点とし、分光結晶１および検出器
３をリンク機構等の手段によってローランド円４上を移
動させる。この分光結晶１および検出器３の移動によっ
て、特性Ｘ線の分光波長を走査し、元素の種類の特定を
行う。このＸ線光源，分光結晶，および検出器の位置関
係は、分析対象元素の種類に応じて変化させている。
よって試料面から放出される特性Ｘ線を検出して成分元
素の分布等の測定を行う。このＸ線分光において、Ｘ線
分光器は特性Ｘ線の波長の走査を行い、波長走査によっ
て得られた回折Ｘ線のピークから成分元素の検出を行
う。図７はＸ線分析装置における従来のＸ線分光器の構
成を説明するための概略図である。図７において、従来
のＸ線分光器は試料上のＸ線光源２と分光結晶１と検出
器３を基準面７上のローランド円４上に配置し、試料位
置のＸ線光源２を固定点とし、分光結晶１および検出器
３をリンク機構等の手段によってローランド円４上を移
動させる。この分光結晶１および検出器３の移動によっ
て、特性Ｘ線の分光波長を走査し、元素の種類の特定を
行う。このＸ線光源，分光結晶，および検出器の位置関
係は、分析対象元素の種類に応じて変化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、分析対象の元素
の種類が変わったり元素の種類を広範囲に分析する場合
には、Ｘ線分光器によって広い波長範囲で分光を行う必
要がある。一般に、一つの分光結晶によって分光できる
Ｘ線の波長範囲は限定されているため、広い波長範囲を
カバーするためには異なる波長範囲を持つ複数の分光結
晶が必要であり、異なる種類の分光結晶を備えた分光系
を用意したり、結晶交換装置などによって分光結晶を交
換したりする必要がある。
の種類が変わったり元素の種類を広範囲に分析する場合
には、Ｘ線分光器によって広い波長範囲で分光を行う必
要がある。一般に、一つの分光結晶によって分光できる
Ｘ線の波長範囲は限定されているため、広い波長範囲を
カバーするためには異なる波長範囲を持つ複数の分光結
晶が必要であり、異なる種類の分光結晶を備えた分光系
を用意したり、結晶交換装置などによって分光結晶を交
換したりする必要がある。
【０００４】しかしながら、いずれの場合においても、
一回の波長走査では一種類の分光結晶を用いた分光しか
行うことができず、広い波長範囲を分析するためには複
数回の波長走査を行う必要があるという問題点がある。
この問題点を解決するものとして、分光結晶として異種
結晶を結合した複合結晶を用い、該分光結晶に線状のＸ
線光源からＸ線を照射し、検出器の出力を各分光結晶に
対応したウインドウ型レベル選別器で弁別するＸ線分光
装置も提案されているが、この場合には、Ｘ線を異種結
晶全体に均等の回折条件で同時に入射させるために線状
のＸ線光源を用いることを前提としており、点状のＸ線
光源に対して適用することができない。また、分光結晶
に対応したウインドウ型レベル選別器を必要とし、選別
レベルを分析対象の元素の種類に応じて調整する必要が
ある。
一回の波長走査では一種類の分光結晶を用いた分光しか
行うことができず、広い波長範囲を分析するためには複
数回の波長走査を行う必要があるという問題点がある。
この問題点を解決するものとして、分光結晶として異種
結晶を結合した複合結晶を用い、該分光結晶に線状のＸ
線光源からＸ線を照射し、検出器の出力を各分光結晶に
対応したウインドウ型レベル選別器で弁別するＸ線分光
装置も提案されているが、この場合には、Ｘ線を異種結
晶全体に均等の回折条件で同時に入射させるために線状
のＸ線光源を用いることを前提としており、点状のＸ線
光源に対して適用することができない。また、分光結晶
に対応したウインドウ型レベル選別器を必要とし、選別
レベルを分析対象の元素の種類に応じて調整する必要が
ある。
【０００５】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、点状のＸ線光源に対して、一つのＸ線分光器で
一回の波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に
行うことができるＸ線分光器を提供することを目的とす
る。
解決し、点状のＸ線光源に対して、一つのＸ線分光器で
一回の波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に
行うことができるＸ線分光器を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＸ線分光器は、
点状のＸ線光源と分光結晶と検出器をローランド円に沿
って互いに等間隔に配置し、該配置間隔の距離を変える
ことによって分光波長を選択するＸ線分光器において、
分光結晶を分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結晶を含
むものとし、検出器を湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出す
るＸ線検出器とし、ローランド円を含む基準面に対し
て、湾曲結晶およびＸ線検出器の少なくとも一つの組を
この基準面から離れた位置に配置するものである。
点状のＸ線光源と分光結晶と検出器をローランド円に沿
って互いに等間隔に配置し、該配置間隔の距離を変える
ことによって分光波長を選択するＸ線分光器において、
分光結晶を分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結晶を含
むものとし、検出器を湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出す
るＸ線検出器とし、ローランド円を含む基準面に対し
て、湾曲結晶およびＸ線検出器の少なくとも一つの組を
この基準面から離れた位置に配置するものである。
【０００７】点状のＸ線光源から放出されたＸ線は分光
結晶において回折され、回折角度に応じた波長の回折Ｘ
線をＸ線検出器に照射する。Ｘ線光源を固定した状態で
分光結晶および検出器をローランド円に沿って移動する
と、Ｘ線分光器が分光する波長は順に変化する。本発明
のＸ線分光器における分光結晶は分光波長範囲の異なる
複数個の湾曲結晶を含み、湾曲結晶の少なくとも一つは
基準面に対して離れた位置に配置している。本発明の配
置により生じる回折条件からのずれ量は分光可能な範囲
内であり、点状のＸ線光源から放出されたＸ線は複数個
の湾曲結晶に同時に入射し、湾曲結晶からは回折角度に
応じた波長のＸ線が回折される。したがって、一回の分
光走査において、ある湾曲結晶が分光可能な分光波長範
囲を越えた後の波長については他の湾曲結晶によって分
光を行うことができ、これによって、一つのＸ線分光器
で一回の波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時
に行うことができる。
結晶において回折され、回折角度に応じた波長の回折Ｘ
線をＸ線検出器に照射する。Ｘ線光源を固定した状態で
分光結晶および検出器をローランド円に沿って移動する
と、Ｘ線分光器が分光する波長は順に変化する。本発明
のＸ線分光器における分光結晶は分光波長範囲の異なる
複数個の湾曲結晶を含み、湾曲結晶の少なくとも一つは
基準面に対して離れた位置に配置している。本発明の配
置により生じる回折条件からのずれ量は分光可能な範囲
内であり、点状のＸ線光源から放出されたＸ線は複数個
の湾曲結晶に同時に入射し、湾曲結晶からは回折角度に
応じた波長のＸ線が回折される。したがって、一回の分
光走査において、ある湾曲結晶が分光可能な分光波長範
囲を越えた後の波長については他の湾曲結晶によって分
光を行うことができ、これによって、一つのＸ線分光器
で一回の波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時
に行うことができる。
【０００８】本発明の第１の実施態様は、点状のＸ線光
源と分光結晶と検出器をローランド円に沿って互いに等
間隔に配置し、該配置間隔の距離を変えることによって
分光波長を選択するＸ線分光器において、前記分光結晶
は分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結晶を含み、前記
検出器は湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出するＸ線検出器
を備え、ローランド円を含む基準面に対して、短い波長
を分光する湾曲結晶と該湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出
するＸ線検出器とを基準面内のローランド円上に配置
し、長い波長を分光する湾曲結晶と該湾曲結晶からの回
折Ｘ線を検出するＸ線検出器をローランド円からずら
し、基準面から離れた位置に配置することを特徴とする
Ｘ線分光器である。
源と分光結晶と検出器をローランド円に沿って互いに等
間隔に配置し、該配置間隔の距離を変えることによって
分光波長を選択するＸ線分光器において、前記分光結晶
は分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結晶を含み、前記
検出器は湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出するＸ線検出器
を備え、ローランド円を含む基準面に対して、短い波長
を分光する湾曲結晶と該湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出
するＸ線検出器とを基準面内のローランド円上に配置
し、長い波長を分光する湾曲結晶と該湾曲結晶からの回
折Ｘ線を検出するＸ線検出器をローランド円からずら
し、基準面から離れた位置に配置することを特徴とする
Ｘ線分光器である。
【０００９】第１の実施態様のＸ線分光器において、Ｘ
線光源を固定した状態で分光結晶および検出器をローラ
ンド円に沿って移動させると、長い波長を分光する湾曲
結晶はその配置からＸ線照射に回折条件からの角度ずれ
が生じる。このずれの量は分光可能な範囲内であるた
め、複数個の湾曲結晶に同時にＸ線を照射することがで
きる。ローランド円上に配置した短い波長を分光する湾
曲結晶は、照射されたＸ線の内で波長が短いＸ線につい
て回折を行い、一方、基準面から離れた位置に配置した
長い波長を分光する湾曲結晶は、照射されたＸ線の内で
波長が長いＸ線について回折を行う。この複数の波長に
よる回折は、一回の波長走査の中の回折角度の変化に応
じて行われ、これによって、一つのＸ線分光器で一回の
波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に行うこ
とができる。
線光源を固定した状態で分光結晶および検出器をローラ
ンド円に沿って移動させると、長い波長を分光する湾曲
結晶はその配置からＸ線照射に回折条件からの角度ずれ
が生じる。このずれの量は分光可能な範囲内であるた
め、複数個の湾曲結晶に同時にＸ線を照射することがで
きる。ローランド円上に配置した短い波長を分光する湾
曲結晶は、照射されたＸ線の内で波長が短いＸ線につい
て回折を行い、一方、基準面から離れた位置に配置した
長い波長を分光する湾曲結晶は、照射されたＸ線の内で
波長が長いＸ線について回折を行う。この複数の波長に
よる回折は、一回の波長走査の中の回折角度の変化に応
じて行われ、これによって、一つのＸ線分光器で一回の
波長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に行うこ
とができる。
【００１０】本発明の第２の実施態様は、点状のＸ線光
源と湾曲結晶と検出器をローランド円に沿って互いに等
間隔に配置し、該配置間隔の距離を変えることによって
分光波長を選択するＸ線分光器において、前記分光結晶
は分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結晶を含み、前記
検出器は湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出するＸ線検出器
を備え、分光する湾曲結晶と該湾曲結晶からの回折Ｘ線
を検出するＸ線検出器をローランド円からずらし基準面
から離れた位置に配置し、なおかつ湾曲結晶を基準面に
対して傾斜させたことを特徴とするＸ線分光器である。
源と湾曲結晶と検出器をローランド円に沿って互いに等
間隔に配置し、該配置間隔の距離を変えることによって
分光波長を選択するＸ線分光器において、前記分光結晶
は分光波長範囲の異なる複数個の湾曲結晶を含み、前記
検出器は湾曲結晶からの回折Ｘ線を検出するＸ線検出器
を備え、分光する湾曲結晶と該湾曲結晶からの回折Ｘ線
を検出するＸ線検出器をローランド円からずらし基準面
から離れた位置に配置し、なおかつ湾曲結晶を基準面に
対して傾斜させたことを特徴とするＸ線分光器である。
【００１１】第２の実施態様のＸ線分光器では、さら
に、湾曲結晶とＸ線検出器を基準面から離れた位置に配
置し、湾曲結晶を基準面に対して傾斜させた配置構成の
第１の湾曲結晶と第１のＸ線検出器に対し、第２の湾曲
結晶と該第２の湾曲結晶の回折Ｘ線を検出する第２のＸ
線検出器を基準面に関して反対方向の位置に配置するこ
とによって、一つのＸ線分光器に複数個の湾曲結晶を配
置することができ、これによって、分光波長範囲を広め
ることができる。Ｘ線光源を固定した状態で分光結晶お
よび検出器をローランド円に沿って移動しても、配置に
よるＸ線回折条件からの角度ずれは小さく分光可能な範
囲内であるため、複数個の湾曲結晶に同時にＸ線を照射
することができる。
に、湾曲結晶とＸ線検出器を基準面から離れた位置に配
置し、湾曲結晶を基準面に対して傾斜させた配置構成の
第１の湾曲結晶と第１のＸ線検出器に対し、第２の湾曲
結晶と該第２の湾曲結晶の回折Ｘ線を検出する第２のＸ
線検出器を基準面に関して反対方向の位置に配置するこ
とによって、一つのＸ線分光器に複数個の湾曲結晶を配
置することができ、これによって、分光波長範囲を広め
ることができる。Ｘ線光源を固定した状態で分光結晶お
よび検出器をローランド円に沿って移動しても、配置に
よるＸ線回折条件からの角度ずれは小さく分光可能な範
囲内であるため、複数個の湾曲結晶に同時にＸ線を照射
することができる。
【００１２】各湾曲結晶は照射されたＸ線の内で対応す
る波長のＸ線について回折を行う。この複数の波長によ
る回折は、一回の波長走査の中の回折角度の変化に応じ
て行われ、これによって、一つのＸ線分光器で一回の波
長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に行うこと
ができる。
る波長のＸ線について回折を行う。この複数の波長によ
る回折は、一回の波長走査の中の回折角度の変化に応じ
て行われ、これによって、一つのＸ線分光器で一回の波
長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に行うこと
ができる。
【００１３】また、第２の実施態様において、分光結晶
のＸ線回折条件からの角度ずれである収差は、湾曲結晶
が持つ湾曲半径と湾曲結晶を基準面から離れて配置する
ことにより生じる光学上の半径との差により発生する。
つまり、湾曲結晶を基準面から離して配置したとき、Ｘ
線光源と湾曲結晶とＸ線検出器は、Ｘ線光源を通り湾曲
結晶と同じ傾斜角度で基準面に対して傾斜し、かつ湾曲
結晶の中心線に一点で湾曲結晶に接する円に沿ってい
る。一般にこの円の半径はローランド円の半径と異な
る。収差が生じないためには湾曲結晶の格子面の湾曲半
径はこの円の半径の２倍である必要があるが、ローラン
ド円の半径の２倍として形成される湾曲結晶の格子面の
湾曲半径に対して差が生じることになる。第２の実施態
様では、湾曲結晶の配置位置を、Ｘ線光源から離れる方
向に移動することによって、この収差を減少させること
ができる。
のＸ線回折条件からの角度ずれである収差は、湾曲結晶
が持つ湾曲半径と湾曲結晶を基準面から離れて配置する
ことにより生じる光学上の半径との差により発生する。
つまり、湾曲結晶を基準面から離して配置したとき、Ｘ
線光源と湾曲結晶とＸ線検出器は、Ｘ線光源を通り湾曲
結晶と同じ傾斜角度で基準面に対して傾斜し、かつ湾曲
結晶の中心線に一点で湾曲結晶に接する円に沿ってい
る。一般にこの円の半径はローランド円の半径と異な
る。収差が生じないためには湾曲結晶の格子面の湾曲半
径はこの円の半径の２倍である必要があるが、ローラン
ド円の半径の２倍として形成される湾曲結晶の格子面の
湾曲半径に対して差が生じることになる。第２の実施態
様では、湾曲結晶の配置位置を、Ｘ線光源から離れる方
向に移動することによって、この収差を減少させること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。（本発明の実施の第１の
形態）はじめに、本発明の実施の第１の形態について図
１を用いて説明する。図１は本発明のＸ線分光器の第１
の実施形態の構成を説明するための概略図である。図１
（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中の矢
印Ａの方向から見た図であり、図１（ｃ）は斜視図であ
る。図１（ａ）において、電子ビーム照射装置（図示し
ていない）から試料に対して電子ビーム５を照射する
と、試料からは特性Ｘ線が放出される。図１中では特性
Ｘ線の放出点を点状のＸ線光源２として示している。点
状のＸ線光源２と分光結晶１と検出器３はローランド円
４に沿って配置され、Ｘ線分光器を構成している。ここ
で、ローランド円４を含む面を基準面７とする。
参照しながら詳細に説明する。（本発明の実施の第１の
形態）はじめに、本発明の実施の第１の形態について図
１を用いて説明する。図１は本発明のＸ線分光器の第１
の実施形態の構成を説明するための概略図である。図１
（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中の矢
印Ａの方向から見た図であり、図１（ｃ）は斜視図であ
る。図１（ａ）において、電子ビーム照射装置（図示し
ていない）から試料に対して電子ビーム５を照射する
と、試料からは特性Ｘ線が放出される。図１中では特性
Ｘ線の放出点を点状のＸ線光源２として示している。点
状のＸ線光源２と分光結晶１と検出器３はローランド円
４に沿って配置され、Ｘ線分光器を構成している。ここ
で、ローランド円４を含む面を基準面７とする。
【００１５】分光結晶１はヨハン型あるいはヨハンソン
型の湾曲結晶によって形成される第１湾曲結晶１１と第
２湾曲結晶１２を備え、その一部はローランド円に接
し、基準面７に対して垂直方向に重ねた構成とすること
ができ、第１湾曲結晶１１は分光波長の短い湾曲結晶と
し、第２湾曲結晶１２は分光波長の長い湾曲結晶とす
る。第１湾曲結晶１１および第１Ｘ線検出器３１はロー
ランド円４上に互いに等間隔に一列に配置し、第２湾曲
結晶１２および第２Ｘ線検出器３２は基準面７から離れ
た位置に配置する。
型の湾曲結晶によって形成される第１湾曲結晶１１と第
２湾曲結晶１２を備え、その一部はローランド円に接
し、基準面７に対して垂直方向に重ねた構成とすること
ができ、第１湾曲結晶１１は分光波長の短い湾曲結晶と
し、第２湾曲結晶１２は分光波長の長い湾曲結晶とす
る。第１湾曲結晶１１および第１Ｘ線検出器３１はロー
ランド円４上に互いに等間隔に一列に配置し、第２湾曲
結晶１２および第２Ｘ線検出器３２は基準面７から離れ
た位置に配置する。
【００１６】第１湾曲結晶１１および第１Ｘ線検出器３
１はローランド円４上の配置によって従来のＸ線分光器
と同程度のブラッグの回折条件を満足するのに対して、
第２湾曲結晶１２および第２Ｘ線検出器３２は基準面７
から離れた位置に配置されるため、ブラッグの回折条件
を満足しにくくなる。しかしながら、一般に湾曲結晶に
よる回折ピークの検出出力には幅があり、通常この出力
幅は湾曲結晶に対する入射角で表される半値幅によって
評価することができる。このことは、湾曲結晶に対する
Ｘ線の入射角がこの半値幅内であれば、充分な回折出力
を得ることができることを示している。この湾曲結晶の
半値幅は一般に分光波長が長いもの程大きくなり、分光
波長が長い程入射角に対する許容範囲が大きくなる。そ
こで、本発明のＸ線分光器では、第２湾曲結晶１２とし
て第１湾曲結晶１１よりも分光波長が長い湾曲結晶を選
択し、これによって、ローランド円４からのずれによる
回折出力の減少を低減し、第１湾曲結晶１１と第２湾曲
結晶１２との同時走査による分光を可能とする。
１はローランド円４上の配置によって従来のＸ線分光器
と同程度のブラッグの回折条件を満足するのに対して、
第２湾曲結晶１２および第２Ｘ線検出器３２は基準面７
から離れた位置に配置されるため、ブラッグの回折条件
を満足しにくくなる。しかしながら、一般に湾曲結晶に
よる回折ピークの検出出力には幅があり、通常この出力
幅は湾曲結晶に対する入射角で表される半値幅によって
評価することができる。このことは、湾曲結晶に対する
Ｘ線の入射角がこの半値幅内であれば、充分な回折出力
を得ることができることを示している。この湾曲結晶の
半値幅は一般に分光波長が長いもの程大きくなり、分光
波長が長い程入射角に対する許容範囲が大きくなる。そ
こで、本発明のＸ線分光器では、第２湾曲結晶１２とし
て第１湾曲結晶１１よりも分光波長が長い湾曲結晶を選
択し、これによって、ローランド円４からのずれによる
回折出力の減少を低減し、第１湾曲結晶１１と第２湾曲
結晶１２との同時走査による分光を可能とする。
【００１７】分光波長の短い湾曲結晶としては、例えば
ＲＡＰ（Rubidium Acid PhthalateＣ8 Ｈ5 Ｏ4 Ｒb ）
を用いて、Ａl Ｋα（８．３４Å）からＯＫα（２３．
６Å）の範囲を分光波長範囲とすることができる。ま
た、分光波長の長い湾曲結晶としては、例えばＬＳＡ
（Layered Structure Analyer ：人工多層膜）を用い
て、ＯＫα（２３．６Å），ＮＫα（３１．６Å），Ｃ
Ｋα（４４．４Å）の範囲を分光波長範囲とすることが
でき、通常ヨハン型の湾曲結晶によって実現される。
ＲＡＰ（Rubidium Acid PhthalateＣ8 Ｈ5 Ｏ4 Ｒb ）
を用いて、Ａl Ｋα（８．３４Å）からＯＫα（２３．
６Å）の範囲を分光波長範囲とすることができる。ま
た、分光波長の長い湾曲結晶としては、例えばＬＳＡ
（Layered Structure Analyer ：人工多層膜）を用い
て、ＯＫα（２３．６Å），ＮＫα（３１．６Å），Ｃ
Ｋα（４４．４Å）の範囲を分光波長範囲とすることが
でき、通常ヨハン型の湾曲結晶によって実現される。
【００１８】また、検出器３は第１Ｘ線検出器３１と第
２Ｘ線検出器３２を備え、ローランド円に接し、基準面
に対して垂直方向に重ねて構成し、それぞれ第１湾曲結
晶１１および第２湾曲結晶１２からの回折Ｘ線を検出す
る。
２Ｘ線検出器３２を備え、ローランド円に接し、基準面
に対して垂直方向に重ねて構成し、それぞれ第１湾曲結
晶１１および第２湾曲結晶１２からの回折Ｘ線を検出す
る。
【００１９】次に、本発明の実施の形態において、第２
湾曲結晶１２に生じる収差が分光に支障がない程度であ
ることを説明する。なお、以下ではヨハン型の湾曲結晶
について説明するが、ヨハンソン型の湾曲結晶について
はヨハン型の湾曲結晶より収差が小さいため説明を省略
する。
湾曲結晶１２に生じる収差が分光に支障がない程度であ
ることを説明する。なお、以下ではヨハン型の湾曲結晶
について説明するが、ヨハンソン型の湾曲結晶について
はヨハン型の湾曲結晶より収差が小さいため説明を省略
する。
【００２０】第２湾曲結晶１２に生じる収差は、湾曲結
晶がヨハン型であることによる幾何学的収差（以下、δ
１とする）と基準面から離れた位置に配置することによ
る幾何学的収差（以下、δ２とする）を含んでいる。
晶がヨハン型であることによる幾何学的収差（以下、δ
１とする）と基準面から離れた位置に配置することによ
る幾何学的収差（以下、δ２とする）を含んでいる。
【００２１】はじめに、ヨハン型であることによる幾何
学的収差δ１について説明する。図１（ａ）において、
収差δ１はヨハン型分光結晶１の端点と該端点に対応す
るローランド円４上の点がＸ線光源２を頂点として形成
される三角形の内角として表される。
学的収差δ１について説明する。図１（ａ）において、
収差δ１はヨハン型分光結晶１の端点と該端点に対応す
るローランド円４上の点がＸ線光源２を頂点として形成
される三角形の内角として表される。
【００２２】分光結晶１の端点と該端点に対応するロー
ランド円４上の点のずれ量をｙ１とすると、ｙ１はｙ１
＝Ｒ（１−ｃｏｓ２β）−２Ｒ（１−ｃｏｓβ）≒Ｒ・
２β2 −２Ｒ・（β2 ／２）＝Ｒ・β2 で表すことがで
きる。なお、Ｒはローランド円４の半径とする。収差δ
１は、このずれ量ｙ１を用いて、収差δ１≒（ｙ１・ｃ
ｏｓθ）／（２・Ｒ・ｓｉｎθ）＝（β2 ／２）・（１
／ｔａｎθ）で表され、さらに、分光結晶の長さをＬと
したときＬ／２＝２・Ｒ・βの関係から、収差δ１＝Ｌ
2 ／（３２・Ｒ2 ・ｔａｎθ）の式で表される。
ランド円４上の点のずれ量をｙ１とすると、ｙ１はｙ１
＝Ｒ（１−ｃｏｓ２β）−２Ｒ（１−ｃｏｓβ）≒Ｒ・
２β2 −２Ｒ・（β2 ／２）＝Ｒ・β2 で表すことがで
きる。なお、Ｒはローランド円４の半径とする。収差δ
１は、このずれ量ｙ１を用いて、収差δ１≒（ｙ１・ｃ
ｏｓθ）／（２・Ｒ・ｓｉｎθ）＝（β2 ／２）・（１
／ｔａｎθ）で表され、さらに、分光結晶の長さをＬと
したときＬ／２＝２・Ｒ・βの関係から、収差δ１＝Ｌ
2 ／（３２・Ｒ2 ・ｔａｎθ）の式で表される。
【００２３】また、図１（ｃ）に示すように、第１湾曲
結晶１１に対する入射角をθ、第２湾曲結晶１２に対す
る入射角をθ’、Ｘ線光源２からみて第１湾曲結晶１１
の中心と第２湾曲結晶１２の上辺の成す角をφとする
と、収差δ２は（θ’−θ）で表される。ここで、ｓｉ
ｎθ・ｃｏｓφ＝ｓｉｎθ’の関係を用いると、近似式
ｓｉｎθ’≒ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・（θ’−θ）、およ
びｃｏｓφ≒１−φ2 ／２を適用して、収差δ２は収差
δ２＝θ’−θ≒−ｔａｎθ・（φ2 ）／２となる。さ
らに、φ≒ｓｉｎφ＝（３Ｈ／２）／（２・Ｒ・ｓｉｎ
θ）の関係から、収差δ２は収差δ２≒−ｔａｎθ・
｛（３Ｈ／２）／（２・Ｒ・ｓｉｎθ）｝2／２で表さ
れる。
結晶１１に対する入射角をθ、第２湾曲結晶１２に対す
る入射角をθ’、Ｘ線光源２からみて第１湾曲結晶１１
の中心と第２湾曲結晶１２の上辺の成す角をφとする
と、収差δ２は（θ’−θ）で表される。ここで、ｓｉ
ｎθ・ｃｏｓφ＝ｓｉｎθ’の関係を用いると、近似式
ｓｉｎθ’≒ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・（θ’−θ）、およ
びｃｏｓφ≒１−φ2 ／２を適用して、収差δ２は収差
δ２＝θ’−θ≒−ｔａｎθ・（φ2 ）／２となる。さ
らに、φ≒ｓｉｎφ＝（３Ｈ／２）／（２・Ｒ・ｓｉｎ
θ）の関係から、収差δ２は収差δ２≒−ｔａｎθ・
｛（３Ｈ／２）／（２・Ｒ・ｓｉｎθ）｝2／２で表さ
れる。
【００２４】したがって、収差δ１と収差δ２を含んだ
全体の収差δは、δ＝（δ１2 ＋δ２2 ）1/2 で表され
る。
全体の収差δは、δ＝（δ１2 ＋δ２2 ）1/2 で表され
る。
【００２５】この収差δの具体的数値例を、湾曲結晶と
して面間隔２ｄ＝７３．４Å，長さＬ＝３８ｍｍ，高さ
Ｈ＝１２ｍｍのＬＳＡを用い、ローランド円の半径Ｒを
１０１．６ｍｍとした場合について示すと、以下の表の
ようになる。
して面間隔２ｄ＝７３．４Å，長さＬ＝３８ｍｍ，高さ
Ｈ＝１２ｍｍのＬＳＡを用い、ローランド円の半径Ｒを
１０１．６ｍｍとした場合について示すと、以下の表の
ようになる。
【００２６】
【表１】 表に示すように、収差δは０．５°から１．１°程度の
範囲であり、このときの回折の半値幅は０．８°から２
°程度である。このことは、発明の第１の実施の形態に
おいてローランド円からはずれた位置に配置した第２湾
曲結晶は、ヨハン湾曲結晶による収差分を含めても収差
は大きくなく、Ｘ線検出器によって充分な回折出力を検
出することができることを示している。
範囲であり、このときの回折の半値幅は０．８°から２
°程度である。このことは、発明の第１の実施の形態に
おいてローランド円からはずれた位置に配置した第２湾
曲結晶は、ヨハン湾曲結晶による収差分を含めても収差
は大きくなく、Ｘ線検出器によって充分な回折出力を検
出することができることを示している。
【００２７】これによって、発明の第１の実施の形態の
Ｘ線分光器によって、広い波長範囲の分光を一回の波長
走査で行うことができる。
Ｘ線分光器によって、広い波長範囲の分光を一回の波長
走査で行うことができる。
【００２８】なお、前記説明では、第１湾曲結晶として
ＲＡＰを用い、第２湾曲結晶としてＬＳＡを用いた例を
示しているが、その他の湾曲結晶を用いて構成すること
もできる。また、１つの第２湾曲結晶を基準面から離れ
た位置に配置する例を示しているが、別の第２湾曲結晶
を基準面に対して反対側に離して配置することもでき
る。さらに、分光結晶として第１湾曲結晶および第２湾
曲結晶の２つの湾曲結晶を重ねた構成を例として示して
いるが、収差が許容範囲内であれば重ねる湾曲結晶の種
類を増加する構成とすることもできる。
ＲＡＰを用い、第２湾曲結晶としてＬＳＡを用いた例を
示しているが、その他の湾曲結晶を用いて構成すること
もできる。また、１つの第２湾曲結晶を基準面から離れ
た位置に配置する例を示しているが、別の第２湾曲結晶
を基準面に対して反対側に離して配置することもでき
る。さらに、分光結晶として第１湾曲結晶および第２湾
曲結晶の２つの湾曲結晶を重ねた構成を例として示して
いるが、収差が許容範囲内であれば重ねる湾曲結晶の種
類を増加する構成とすることもできる。
【００２９】（本発明の実施の第２の形態）次に、本発
明の実施の第２の形態について、図２を用いて説明す
る。図２は本発明のＸ線分光器の第２の実施形態の構成
を説明するための概略図である。図２（ａ）は平面図で
あり、図２（ｂ）は図２（ａ）中の矢印Ａの方向から見
た図であり、図２（ｃ）は斜視図である。図２（ａ）に
おいて、電子ビーム照射装置（図示していない）から試
料に対して電子ビーム５を照射すると、試料（図２中の
点状のＸ線光源２）から特性Ｘ線が放出される。図中の
二点鎖線は従来周知のＸ線分光器の配置を示し、Ｘ線光
源２と分光結晶１と検出器はローランド円４上に互いに
等間隔に一列に配置され、検出器窓の中心位置は図２
（ａ）の点Ｆに位置する。
明の実施の第２の形態について、図２を用いて説明す
る。図２は本発明のＸ線分光器の第２の実施形態の構成
を説明するための概略図である。図２（ａ）は平面図で
あり、図２（ｂ）は図２（ａ）中の矢印Ａの方向から見
た図であり、図２（ｃ）は斜視図である。図２（ａ）に
おいて、電子ビーム照射装置（図示していない）から試
料に対して電子ビーム５を照射すると、試料（図２中の
点状のＸ線光源２）から特性Ｘ線が放出される。図中の
二点鎖線は従来周知のＸ線分光器の配置を示し、Ｘ線光
源２と分光結晶１と検出器はローランド円４上に互いに
等間隔に一列に配置され、検出器窓の中心位置は図２
（ａ）の点Ｆに位置する。
【００３０】このローランド円４を含む面を基準面７と
して、湾曲結晶の結晶面を結晶中心Ｃから基準円の中心
Ｏに向かう軸Ｃ−Ｏの回りで回転させ角度φだけ傾斜さ
せ、さらに、結晶の中心位置ＣをＣ’に平行移動して、
結晶全体を基準面から離れる位置に配置する。また、こ
の湾曲結晶から回折されるＸ線を検出するＸ線検出器に
ついても、該回折Ｘ線を入射するように、直線ＣＦを含
み基準面に垂直な面（以下、面ＣＦという）内で傾斜し
て基準面に垂直に移動する。この配置によって、湾曲結
晶およびＸ線検出器は基準面からはずれた位置に配置さ
れることになる。
して、湾曲結晶の結晶面を結晶中心Ｃから基準円の中心
Ｏに向かう軸Ｃ−Ｏの回りで回転させ角度φだけ傾斜さ
せ、さらに、結晶の中心位置ＣをＣ’に平行移動して、
結晶全体を基準面から離れる位置に配置する。また、こ
の湾曲結晶から回折されるＸ線を検出するＸ線検出器に
ついても、該回折Ｘ線を入射するように、直線ＣＦを含
み基準面に垂直な面（以下、面ＣＦという）内で傾斜し
て基準面に垂直に移動する。この配置によって、湾曲結
晶およびＸ線検出器は基準面からはずれた位置に配置さ
れることになる。
【００３１】この配置により、Ｘ線光源、第１湾曲結晶
１３、第１Ｘ線検出器３３、あるいはＸ線光源、第２湾
曲結晶１４、第２Ｘ線検出器３４は、Ｘ線光源２を通
り、湾曲結晶の中心線Ｐ上の一点で該湾曲結晶に接し、
基準面７と角度φで傾斜した円（図２（ａ），（ｃ）中
の円４３あるいは円４４）に沿って配置される形とな
る。ただし、湾曲結晶の中心Ｃ’は必ずしも円４３，４
４上にはない。
１３、第１Ｘ線検出器３３、あるいはＸ線光源、第２湾
曲結晶１４、第２Ｘ線検出器３４は、Ｘ線光源２を通
り、湾曲結晶の中心線Ｐ上の一点で該湾曲結晶に接し、
基準面７と角度φで傾斜した円（図２（ａ），（ｃ）中
の円４３あるいは円４４）に沿って配置される形とな
る。ただし、湾曲結晶の中心Ｃ’は必ずしも円４３，４
４上にはない。
【００３２】なお、検出器の窓中心は回折条件から円４
３あるいは円４４上でＳＣ’＝Ｃ’Ｆ’となる点Ｆ’と
なるが、検出器の窓は巾を有しており、その巾は点Ｆ’
の面ＦＧまでの距離Ｆ’Ｇと比較すると十分大きくとれ
るため、検出器の窓中心を面ＦＧ内としてもＸ線の検出
には差し支えない。
３あるいは円４４上でＳＣ’＝Ｃ’Ｆ’となる点Ｆ’と
なるが、検出器の窓は巾を有しており、その巾は点Ｆ’
の面ＦＧまでの距離Ｆ’Ｇと比較すると十分大きくとれ
るため、検出器の窓中心を面ＦＧ内としてもＸ線の検出
には差し支えない。
【００３３】図２において、分光結晶１は異なる分光波
長の２つの湾曲結晶により構成され、ヨハン型あるいは
ヨハンソン型の湾曲結晶によって形成することができ
る。例えば、第１湾曲結晶１３は分光波長の短い湾曲結
晶とし、第２湾曲結晶１４は分光波長の長い湾曲結晶と
する。なお、いずれの湾曲結晶の分光波長を短くし、い
ずれの湾曲結晶の分光波長を長くするかは任意に設定す
ることができる。
長の２つの湾曲結晶により構成され、ヨハン型あるいは
ヨハンソン型の湾曲結晶によって形成することができ
る。例えば、第１湾曲結晶１３は分光波長の短い湾曲結
晶とし、第２湾曲結晶１４は分光波長の長い湾曲結晶と
する。なお、いずれの湾曲結晶の分光波長を短くし、い
ずれの湾曲結晶の分光波長を長くするかは任意に設定す
ることができる。
【００３４】湾曲結晶およびＸ線検出器は基準面に対し
て両側に配置し、各湾曲結晶は点状のＸ線光源から放出
される特性Ｘ線を同時に入射して回折し、それぞれ対応
するＸ線検出器に回折Ｘ線を入射させる。Ｘ線光源と分
光結晶と検出器とローランド円に沿って互いに等間隔に
距離を変えることにより各湾曲結晶の分光波長を異なら
せ、異なる分光波長による回折を一回の波長走査で同時
に行う。図２（ｂ），（ｃ）は、基準面に対して両側に
配置した例を示している。
て両側に配置し、各湾曲結晶は点状のＸ線光源から放出
される特性Ｘ線を同時に入射して回折し、それぞれ対応
するＸ線検出器に回折Ｘ線を入射させる。Ｘ線光源と分
光結晶と検出器とローランド円に沿って互いに等間隔に
距離を変えることにより各湾曲結晶の分光波長を異なら
せ、異なる分光波長による回折を一回の波長走査で同時
に行う。図２（ｂ），（ｃ）は、基準面に対して両側に
配置した例を示している。
【００３５】ローランド円４のローランド半径をＲとす
ると、円４０（４３，４４）の半径Ｒ’は湾曲結晶の傾
斜と平行移動により一般にＲとわずかに異なる。なお、
ＣからＣ’への結晶の平行移動は、図２（ｂ）において
例えば円４０を含む面に垂直な移動（Ｃ→Ｔ）と円４０
に沿った移動、すなわちＸ線光源から離れる方向への移
動（Ｔ→Ｃ’）により実現される。ここで、ｅはＴ→
Ｃ’の移動距離を表している。
ると、円４０（４３，４４）の半径Ｒ’は湾曲結晶の傾
斜と平行移動により一般にＲとわずかに異なる。なお、
ＣからＣ’への結晶の平行移動は、図２（ｂ）において
例えば円４０を含む面に垂直な移動（Ｃ→Ｔ）と円４０
に沿った移動、すなわちＸ線光源から離れる方向への移
動（Ｔ→Ｃ’）により実現される。ここで、ｅはＴ→
Ｃ’の移動距離を表している。
【００３６】分光波長を拡大するために、第１湾曲結晶
１３と第２湾曲結晶１４を構成する湾曲結晶の種類を異
ならせて分光波長範囲を広げる。使用する湾曲結晶とし
ては、分光波長の短い湾曲結晶としては、例えばＬｉＦ
を用いることができ、また、分光波長の長い湾曲結晶と
しては、例えばＡＤＰを用いることができる。
１３と第２湾曲結晶１４を構成する湾曲結晶の種類を異
ならせて分光波長範囲を広げる。使用する湾曲結晶とし
ては、分光波長の短い湾曲結晶としては、例えばＬｉＦ
を用いることができ、また、分光波長の長い湾曲結晶と
しては、例えばＡＤＰを用いることができる。
【００３７】これによって、複数個の湾曲結晶およびＸ
線検出器の組は、一回の波長走査において同時に移動
し、複数の波長分光を同時に行う。
線検出器の組は、一回の波長走査において同時に移動
し、複数の波長分光を同時に行う。
【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態におい
て、第２，３湾曲結晶１３，１４に生じる収差が分光に
支障がない程度であることを説明する。
て、第２，３湾曲結晶１３，１４に生じる収差が分光に
支障がない程度であることを説明する。
【００３９】基準のローランド円４において分光結晶１
の中心Ｃに入射するＸ線の入射角をθ、傾斜した後にｅ
だけ移動をした分光結晶１０の中心Ｃ’に入射するＸ線
の入射角をθ’とすると、図２（ａ），（ｂ）における
幾何学的関係から以下の式（１），（２），（３）が得
られる。
の中心Ｃに入射するＸ線の入射角をθ、傾斜した後にｅ
だけ移動をした分光結晶１０の中心Ｃ’に入射するＸ線
の入射角をθ’とすると、図２（ａ），（ｂ）における
幾何学的関係から以下の式（１），（２），（３）が得
られる。
【００４０】 ＢＣ＝Ｂ’Ｃ’＝２Ｒ・（ｓｉｎθ）2 ＝２Ｒ’・（ｓｉｎθ’）2 …（１） Ｌ’＝ＳＢ・ｃｏｓφ＝２Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓθ・ｃｏｓφ …（２） Ｌ’’＝Ｌ’＋ｅ＝２Ｒ’・ｓｉｎθ’・ｃｏｓθ’ …（３） ここで、Ｒはローランド円の半径であり、Ｒ’は基準面
に対して角度φだけ傾斜した円４０（４３，４４）の半
径である。この半径Ｒ’をＲ’＝Ｒ＋ΔＲとし、式
（１）を変形して、ΔＲ≪Ｒを仮定して第１次近似によ
り得られる関係式ｓｉｎθ’／ｓｉｎθ＝１−ΔＲ／Ｒ
に、δθ＝θ’−θは小さいと仮定して得られる近似式
ｓｉｎθ’＝ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・δθを代入すると、
以下の式（４）が得られる。
に対して角度φだけ傾斜した円４０（４３，４４）の半
径である。この半径Ｒ’をＲ’＝Ｒ＋ΔＲとし、式
（１）を変形して、ΔＲ≪Ｒを仮定して第１次近似によ
り得られる関係式ｓｉｎθ’／ｓｉｎθ＝１−ΔＲ／Ｒ
に、δθ＝θ’−θは小さいと仮定して得られる近似式
ｓｉｎθ’＝ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・δθを代入すると、
以下の式（４）が得られる。
【００４１】 ΔＲ／２Ｒ＝−ｃｏｔθ・δθ …（４） また、式（２），（３）にφは小さいと仮定して得られ
る近似式ｃｏｓφ＝１−φ2 ／２，および近似式ｓｉｎ
θ’＝ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・δθ，ｃｏｓθ’＝ｃｏｓ
θ−ｓｉｎθ・δθを用い、さらに式（４）を利用し
て、回折角度のずれ量δθ（＝θ’−θ）を解くと次式
（５）を得る。
る近似式ｃｏｓφ＝１−φ2 ／２，および近似式ｓｉｎ
θ’＝ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ・δθ，ｃｏｓθ’＝ｃｏｓ
θ−ｓｉｎθ・δθを用い、さらに式（４）を利用し
て、回折角度のずれ量δθ（＝θ’−θ）を解くと次式
（５）を得る。
【００４２】 δθ＝ｓｉｎθ・ｃｏｓθ・φ2 ／２−ｅ／２Ｒ ＝φ2 ／２・（ｓｉｎθ・ｃｏｓθ−Ｋ） …（５） ここで、Ｋ＝ｅ／Ｒφ2 …（６） とする。
【００４３】ここで、円４０の半径がＲ’であるのに対
して、湾曲結晶の湾曲はローランド円の半径Ｒに対応し
ていることにより結晶方位の収差δが生じる。すなわ
ち、湾曲結晶の結晶格子面の湾曲は、図２（ａ）で点Ｎ
を中心とした半径２Ｒの円に沿っており、一方、収差が
生じないためには前記格子面の湾曲は点Ｎ’を中心とし
た半径２Ｒの円に沿っていなければならない。それゆ
え、この最大の収差δは以下の式（７）で表される。な
お、ここで湾曲結晶の長さは２Ｌとする。
して、湾曲結晶の湾曲はローランド円の半径Ｒに対応し
ていることにより結晶方位の収差δが生じる。すなわ
ち、湾曲結晶の結晶格子面の湾曲は、図２（ａ）で点Ｎ
を中心とした半径２Ｒの円に沿っており、一方、収差が
生じないためには前記格子面の湾曲は点Ｎ’を中心とし
た半径２Ｒの円に沿っていなければならない。それゆ
え、この最大の収差δは以下の式（７）で表される。な
お、ここで湾曲結晶の長さは２Ｌとする。
【００４４】 δ＝Ｌ／２Ｒ' −Ｌ／２Ｒ …（７） 上式（７）において、１／２Ｒ' ＝（１−ΔＲ／Ｒ）／
２Ｒと近似し、前記式（４），（５）を代入すると、収
差δは以下の式（８）で表される。
２Ｒと近似し、前記式（４），（５）を代入すると、収
差δは以下の式（８）で表される。
【００４５】 δ＝（Ｌ／Ｒ）・（φ2 ／２）・｛（ｃｏｓθ）2 −Ｋｃｏｔθ｝…（８） 式（８）は、係数Ｋの値を調節することによって収差δ
を小さく選択できることを示している。
を小さく選択できることを示している。
【００４６】また、Ｘ線検出の位置ずれδｄは、図２
（ａ）中のＦ’Ｇ＝（ＳＣ’＋Ｃ’Ｆ’）・δθで表さ
れ、ＳＣ’≒Ｃ’Ｆ’≒ＳＣ＝２Ｒ・ｓｉｎθを用いる
と以下の式（９）で表される。
（ａ）中のＦ’Ｇ＝（ＳＣ’＋Ｃ’Ｆ’）・δθで表さ
れ、ＳＣ’≒Ｃ’Ｆ’≒ＳＣ＝２Ｒ・ｓｉｎθを用いる
と以下の式（９）で表される。
【００４７】 δｄ＝４Ｒ・ｓｉｎθ・δθ …（９） 以下、第２の実施の形態において、収差δ、回折角度の
ずれ量δθ、Ｘ線検出器の位置ずれ量δｄについて説明
する。ここで、一例としてローランド円の半径Ｒを１０
１．６ｍｍ、湾曲結晶の長さ２Ｌを３８ｍｍ、湾曲結晶
の傾斜角度をφ＝５°、湾曲結晶の平行移動距離をｅ＝
０．２３ｍｍの場合を示す。図３は、収差δを表す式
（８）中の｛（ｃｏｓθ）2 −Ｋｃｏｔθ｝の回折角度
θに対する値の変化をＫをパラメータとして示してい
る。上記条件の場合には、式（６）で表される係数Ｋ＝
ｅ／Ｒφ2 の値は０．３となる。図４の収差δの図は、
図３中のＫ＝０．３の場合の｛（ｃｏｓθ）2 −Ｋｃｏ
ｔθ｝の値を用いて、θ＝１５°からθ＝７０°の波長
走査の範囲で式（８）の収差δを求めたものであり、最
大で１／１００°程度の収差となる。通常利用される湾
曲結晶のＸ線反射の角度巾は少なくとも０．１°前後で
あり、この予想される収差は無視できる程度に小さな角
度となる。また、図５は、回折角度θに対する回折角度
のずれ量δθを示し、θ＝１５°からθ＝７０°の波長
走査の範囲で高々０．０４°程度の微小角度となる。目
的の元素の特性Ｘ線を分光する場合には、この回折角度
のずれ量δθを考慮して角度位置を設定することによ
り、分光を行うことができる。
ずれ量δθ、Ｘ線検出器の位置ずれ量δｄについて説明
する。ここで、一例としてローランド円の半径Ｒを１０
１．６ｍｍ、湾曲結晶の長さ２Ｌを３８ｍｍ、湾曲結晶
の傾斜角度をφ＝５°、湾曲結晶の平行移動距離をｅ＝
０．２３ｍｍの場合を示す。図３は、収差δを表す式
（８）中の｛（ｃｏｓθ）2 −Ｋｃｏｔθ｝の回折角度
θに対する値の変化をＫをパラメータとして示してい
る。上記条件の場合には、式（６）で表される係数Ｋ＝
ｅ／Ｒφ2 の値は０．３となる。図４の収差δの図は、
図３中のＫ＝０．３の場合の｛（ｃｏｓθ）2 −Ｋｃｏ
ｔθ｝の値を用いて、θ＝１５°からθ＝７０°の波長
走査の範囲で式（８）の収差δを求めたものであり、最
大で１／１００°程度の収差となる。通常利用される湾
曲結晶のＸ線反射の角度巾は少なくとも０．１°前後で
あり、この予想される収差は無視できる程度に小さな角
度となる。また、図５は、回折角度θに対する回折角度
のずれ量δθを示し、θ＝１５°からθ＝７０°の波長
走査の範囲で高々０．０４°程度の微小角度となる。目
的の元素の特性Ｘ線を分光する場合には、この回折角度
のずれ量δθを考慮して角度位置を設定することによ
り、分光を行うことができる。
【００４８】さらに、図６は、回折角度θに対するＸ線
検出の位置ずれδｄを示しており、前記式（９）を用い
て求めることができる。図６から、Ｘ線検出の位置ずれ
δｄは高々０．２ｍｍ程度であり、通常使用されるＸ線
検出器の窓幅と比較して充分に小さく、それゆえＸ線検
出の位置ずれδｄに対してＸ線検出器の中心位置を移動
させる必要はない。
検出の位置ずれδｄを示しており、前記式（９）を用い
て求めることができる。図６から、Ｘ線検出の位置ずれ
δｄは高々０．２ｍｍ程度であり、通常使用されるＸ線
検出器の窓幅と比較して充分に小さく、それゆえＸ線検
出の位置ずれδｄに対してＸ線検出器の中心位置を移動
させる必要はない。
【００４９】これによって、発明の第２の実施の形態の
Ｘ線分光器によって、広い波長範囲の分光を一回の波長
走査で行うことができる。
Ｘ線分光器によって、広い波長範囲の分光を一回の波長
走査で行うことができる。
【００５０】なお、前記説明では、第１湾曲結晶として
ＬｉＦを用い、第２湾曲結晶としてＡＤＰを用いた例を
示しているが、その他の湾曲結晶を用いて構成すること
もできる。また、検出器は、各湾曲結晶に対応して個々
に設置する構成や、内部に独立したＸ線検出器の機能を
備えた一体化した構成や、使用する湾曲結晶の分析対象
元素の特性Ｘ線波長が重ならない場合には、一つのＸ線
検出器とすることもできる。
ＬｉＦを用い、第２湾曲結晶としてＡＤＰを用いた例を
示しているが、その他の湾曲結晶を用いて構成すること
もできる。また、検出器は、各湾曲結晶に対応して個々
に設置する構成や、内部に独立したＸ線検出器の機能を
備えた一体化した構成や、使用する湾曲結晶の分析対象
元素の特性Ｘ線波長が重ならない場合には、一つのＸ線
検出器とすることもできる。
【００５１】したがって、従来、分析対象元素の種類が
変わった場合には、分光結晶交換機構等によって別の種
類の分光結晶に交換する必要があり、同時には一つの分
光結晶による分光しかできず、使用する結晶の個数に応
じた測定時間が必要であったが、本発明の実施の形態に
よれば、複数個の分光結晶を用いて同時に複数種の分光
測定を行うことができ、測定時間を短縮することができ
るという効果を奏することができる。
変わった場合には、分光結晶交換機構等によって別の種
類の分光結晶に交換する必要があり、同時には一つの分
光結晶による分光しかできず、使用する結晶の個数に応
じた測定時間が必要であったが、本発明の実施の形態に
よれば、複数個の分光結晶を用いて同時に複数種の分光
測定を行うことができ、測定時間を短縮することができ
るという効果を奏することができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
点状のＸ線光源に対して、一つのＸ線分光器で一回の波
長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に行うこと
ができるＸ線分光器を提供することができる。
点状のＸ線光源に対して、一つのＸ線分光器で一回の波
長走査によって複数の波長範囲の分光を同時に行うこと
ができるＸ線分光器を提供することができる。
【図１】本発明のＸ線分光器の第１の実施形態の構成を
説明するための概略図である。
説明するための概略図である。
【図２】本発明のＸ線分光器の第２の実施形態の構成を
説明するための概略図である。
説明するための概略図である。
【図３】｛（ｃｏｓθ）2 −Ｋｃｏｔθ｝の回折角度θ
に対する値を示す図である。
に対する値を示す図である。
【図４】回折角度θに対する収差δの値を示す図であ
る。
る。
【図５】回折角度θに対する回折角度のずれ量δθを示
す図である。
す図である。
【図６】回折角度θに対するＸ線検出器の位置ずれδｄ
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来のＸ線分光器の構成を説明するための概略
図である。
図である。
１…分光結晶、２…Ｘ線光源、３…検出器、４…ローラ
ンド円、５…電子ビーム、６…Ｘ線、７…基準面、８…
検出器窓の中心位置、１１，１２，１３，１４…湾曲結
晶、３１，３２，３３，３４…Ｘ線検出器、４０，４
３，４４…円。
ンド円、５…電子ビーム、６…Ｘ線、７…基準面、８…
検出器窓の中心位置、１１，１２，１３，１４…湾曲結
晶、３１，３２，３３，３４…Ｘ線検出器、４０，４
３，４４…円。
Claims (1)
- 【請求項１】 点状のＸ線光源と分光結晶と検出器をロ
ーランド円に沿って互いに等間隔に配置し、該配置間隔
の距離を変えることによって分光波長を選択するＸ線分
光器において、前記分光結晶は分光波長範囲の異なる複
数個の湾曲結晶を含み、前記検出器は湾曲結晶からの回
折Ｘ線を検出するＸ線検出器を備え、湾曲結晶およびＸ
線検出器の少なくとも一つの組は、ローランド円を含む
基準面から離れた位置に配置することを特徴とするＸ線
分光器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7324490A JPH09166488A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Ｘ線分光器 |
| US08/761,207 US5790628A (en) | 1995-12-13 | 1996-12-06 | X-ray spectroscope |
| KR1019960064827A KR970048414A (ko) | 1995-12-13 | 1996-12-12 | X선분광기 |
| EP96309146A EP0779509A3 (en) | 1995-12-13 | 1996-12-13 | X-ray spectroscope |
| CN96121550A CN1160203A (zh) | 1995-12-13 | 1996-12-13 | X射线分光计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7324490A JPH09166488A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Ｘ線分光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166488A true JPH09166488A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18166395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7324490A Withdrawn JPH09166488A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Ｘ線分光器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5790628A (ja) |
| EP (1) | EP0779509A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09166488A (ja) |
| KR (1) | KR970048414A (ja) |
| CN (1) | CN1160203A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007093581A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-04-12 | Jeol Ltd | 波長分散型ｘ線分光器 |
| JP2018021836A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線回折装置 |
| JP2019529897A (ja) * | 2016-09-15 | 2019-10-17 | ユニバーシティ オブ ワシントンＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ | Ｘ線分光計及びその使用方法 |
| CN114720497A (zh) * | 2021-01-05 | 2022-07-08 | 株式会社岛津制作所 | X射线分光分析装置及元素分析方法 |
| JP2023518122A (ja) * | 2020-05-18 | 2023-04-27 | シグレイ、インコーポレイテッド | 結晶解析装置及び複数の検出器素子を使用するｘ線吸収分光法のためのシステム及び方法 |
| US11992350B2 (en) | 2022-03-15 | 2024-05-28 | Sigray, Inc. | System and method for compact laminography utilizing microfocus transmission x-ray source and variable magnification x-ray detector |
| US12153001B2 (en) | 2020-12-07 | 2024-11-26 | Sigray, Inc. | High throughput 3D x-ray imaging system using a transmission x-ray source |
| US12181423B1 (en) | 2023-09-07 | 2024-12-31 | Sigray, Inc. | Secondary image removal using high resolution x-ray transmission sources |
| US12209977B2 (en) | 2023-02-16 | 2025-01-28 | Sigray, Inc. | X-ray detector system with at least two stacked flat Bragg diffractors |
| US12360067B2 (en) | 2022-03-02 | 2025-07-15 | Sigray, Inc. | X-ray fluorescence system and x-ray source with electrically insulative target material |
| US12429436B2 (en) | 2024-01-08 | 2025-09-30 | Sigray, Inc. | X-ray analysis system with focused x-ray beam and non-x-ray microscope |
| US12429437B2 (en) | 2023-11-07 | 2025-09-30 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray absorption spectroscopy using spectral information from two orthogonal planes |
| US12431256B2 (en) | 2024-02-15 | 2025-09-30 | Sigray, Inc. | System and method for generating a focused x-ray beam |
| US12480892B2 (en) | 2020-12-07 | 2025-11-25 | Sigray, Inc. | High throughput 3D x-ray imaging system using a transmission x-ray source |
| US12510677B2 (en) | 2024-01-18 | 2025-12-30 | Sigray, Inc. | Sequential array of x-ray imaging detectors |
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| RU2361194C2 (ru) * | 2006-10-16 | 2009-07-10 | Святослав Михайлович Сергеев | Многоканальный рентгеновский спектрометр |
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| EP3397929B1 (en) * | 2015-12-28 | 2022-03-09 | The University of Washington | Methods for aligning a spectrometer |
| FR3079035B1 (fr) * | 2018-03-14 | 2022-10-28 | Alpyx | Dispositif optique pour rayons x |
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| CN121399455A (zh) * | 2023-06-27 | 2026-01-23 | 华盛顿大学 | 操作光谱仪的方法 |
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-
1995
- 1995-12-13 JP JP7324490A patent/JPH09166488A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-12-06 US US08/761,207 patent/US5790628A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-12 KR KR1019960064827A patent/KR970048414A/ko not_active Withdrawn
- 1996-12-13 CN CN96121550A patent/CN1160203A/zh active Pending
- 1996-12-13 EP EP96309146A patent/EP0779509A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1160203A (zh) | 1997-09-24 |
| EP0779509A3 (en) | 1998-03-18 |
| EP0779509A2 (en) | 1997-06-18 |
| KR970048414A (ko) | 1997-07-29 |
| US5790628A (en) | 1998-08-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |