JP3323670B2 - 放射線分光器 - Google Patents
放射線分光器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料から発生する放射
線を有効に集束させる放射線分光器に関するものであ
る。
線を有効に集束させる放射線分光器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、従来の蛍光Ｘ線分析装置におい
ては、試料に１次Ｘ線を照射し、試料から発生する２次
Ｘ線のうち特定の蛍光Ｘ線の波長に応じて、適切な格子
面間隔をもつ単一の分光素子を適切な分光角度で設置
し、その蛍光Ｘ線を分光してＸ線検出器に入射させてい
る。
ては、試料に１次Ｘ線を照射し、試料から発生する２次
Ｘ線のうち特定の蛍光Ｘ線の波長に応じて、適切な格子
面間隔をもつ単一の分光素子を適切な分光角度で設置
し、その蛍光Ｘ線を分光してＸ線検出器に入射させてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
技術では、特に軽元素から発生する長波長の蛍光Ｘ線に
おいて、Ｘ線検出器に入射される蛍光Ｘ線の強度が十分
でなく、正確な分析が困難になる場合がある。
技術では、特に軽元素から発生する長波長の蛍光Ｘ線に
おいて、Ｘ線検出器に入射される蛍光Ｘ線の強度が十分
でなく、正確な分析が困難になる場合がある。
【０００４】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、試料から発生する２次放射線が長波長であっ
ても、放射線検出器に入射される２次放射線の強度が十
分で、正確な分析が可能となる放射線分光器を提供する
ことを目的とする。
たもので、試料から発生する２次放射線が長波長であっ
ても、放射線検出器に入射される２次放射線の強度が十
分で、正確な分析が可能となる放射線分光器を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の分光器は、放射線源から発生する１次放
射線を照射された試料から発生する２次放射線の通路に
互いに並列に配置されて、格子面間隔が相異なる複数の
分光素子を備え、これら分光素子は、同一波長の２次放
射線を回折して単一の放射線検出器に入射させるように
設定されている放射線分光器である。
に、請求項１の分光器は、放射線源から発生する１次放
射線を照射された試料から発生する２次放射線の通路に
互いに並列に配置されて、格子面間隔が相異なる複数の
分光素子を備え、これら分光素子は、同一波長の２次放
射線を回折して単一の放射線検出器に入射させるように
設定されている放射線分光器である。
【０００６】
【作用および効果】請求項１の分光器では、格子面間隔
が相異なる複数の分光素子によって、試料から発生する
同一波長の２次放射線が回折され、単一の放射線検出器
に入射されるので、単一の分光素子によって分光する場
合よりも、放射線検出器に入射される２次放射線の強度
が増加する。これにより、感度向上が計られ、２次放射
線が長波長であっても、正確な分析が可能となる。
が相異なる複数の分光素子によって、試料から発生する
同一波長の２次放射線が回折され、単一の放射線検出器
に入射されるので、単一の分光素子によって分光する場
合よりも、放射線検出器に入射される２次放射線の強度
が増加する。これにより、感度向上が計られ、２次放射
線が長波長であっても、正確な分析が可能となる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。まず、第１実施例について説明する。図１にお
いて、Ｘ線源１から発生する１次Ｘ線２が試料３に照射
され、その試料３から発生する２次Ｘ線が発散スリット
４により絞られている。ここで、Ｘ線分光器である第１
実施例の放射線分光器２０は、この発散スリット４を通
過した２条の２次Ｘ線５，６のそれぞれの通路に互いに
格子面１１，１２が平行になるように配置され、前記２
次Ｘ線５，６がそれぞれ入射角度θ1 ，θ2で入射され
て、特定の同一波長の蛍光Ｘ線１４，１５を分光する人
工格子からなる湾曲した第１および第２分光素子７，８
を備えている。その蛍光Ｘ線１４，１５以外のＸ線は受
光スリット９により排除され、その受光スリット９を通
過した前記蛍光Ｘ線１４，１５は単一のＸ線検出器１０
に入射される。前記湾曲した第１および第２分光素子
７，８としては、例えば、ヨハン型、ヨハンソン型、ま
たはログ・スパイラル型を用いることができる。
明する。まず、第１実施例について説明する。図１にお
いて、Ｘ線源１から発生する１次Ｘ線２が試料３に照射
され、その試料３から発生する２次Ｘ線が発散スリット
４により絞られている。ここで、Ｘ線分光器である第１
実施例の放射線分光器２０は、この発散スリット４を通
過した２条の２次Ｘ線５，６のそれぞれの通路に互いに
格子面１１，１２が平行になるように配置され、前記２
次Ｘ線５，６がそれぞれ入射角度θ1 ，θ2で入射され
て、特定の同一波長の蛍光Ｘ線１４，１５を分光する人
工格子からなる湾曲した第１および第２分光素子７，８
を備えている。その蛍光Ｘ線１４，１５以外のＸ線は受
光スリット９により排除され、その受光スリット９を通
過した前記蛍光Ｘ線１４，１５は単一のＸ線検出器１０
に入射される。前記湾曲した第１および第２分光素子
７，８としては、例えば、ヨハン型、ヨハンソン型、ま
たはログ・スパイラル型を用いることができる。
【０００８】ここで、入射角度θ2 は入射角度θ1 より
も大きいものとし、相異なる第１分光素子７の格子面間
隔ｄ1 と第２分光素子８の格子面間隔ｄ2 とは、以下の
ような関係がある。まず、ブラッグの条件から、分光し
ようとする蛍光Ｘ線１４，１５の波長をλとすると、 ２ｄ1 × sinθ1 ＝λ …（１） ２ｄ2 × sinθ2 ＝λ …（２） また、発散スリット４を通過した２条の２次Ｘ線５，６
のなす角度をφとし、その２次Ｘ線５，６の分光素子
７，８へのそれぞれの入射点、すなわち分光素子７，８
それぞれの下面中央の点Ａ，Ｂを通る格子面１１，１２
に対する法線１３を考えると、幾何学的な関係から、 θ1 ＝θ2 −φ …（３）
も大きいものとし、相異なる第１分光素子７の格子面間
隔ｄ1 と第２分光素子８の格子面間隔ｄ2 とは、以下の
ような関係がある。まず、ブラッグの条件から、分光し
ようとする蛍光Ｘ線１４，１５の波長をλとすると、 ２ｄ1 × sinθ1 ＝λ …（１） ２ｄ2 × sinθ2 ＝λ …（２） また、発散スリット４を通過した２条の２次Ｘ線５，６
のなす角度をφとし、その２次Ｘ線５，６の分光素子
７，８へのそれぞれの入射点、すなわち分光素子７，８
それぞれの下面中央の点Ａ，Ｂを通る格子面１１，１２
に対する法線１３を考えると、幾何学的な関係から、 θ1 ＝θ2 −φ …（３）
【０００９】以上の関係から、以下のように、第１分光
素子７における格子面間隔ｄ1 および入射角度θ1 なら
びに第２分光素子８における格子面間隔ｄ2 および入射
角度θ2 を適切に設定できる。仮にある格子面間隔ｄ1
の第１分光素子７を採用したとすると、第１分光素子７
における入射角度θ1 は、分光しようとする蛍光Ｘ線１
４の波長λから、（１）式を変形した次の（４）式で決
定される。 θ1 ＝ sin-1（λ／２ｄ1 ） …（４） 第１分光素子７における入射角度θ1 が決定されると、
第２分光素子８における入射角度θ2 は、発散スリット
４を通過した２条の２次Ｘ線５，６のなす角度φを決め
れば、（３）式を変形した次の（５）式で決定される。 θ2 ＝θ1 ＋φ …（５） 第２分光素子８における入射角度θ2 が決定されると、
第２分光素子８の格子面間隔ｄ2 は、（２）式を変形し
た次の（６）式で決定される。 ｄ2 ＝λ／２ sinθ2 …（６）
素子７における格子面間隔ｄ1 および入射角度θ1 なら
びに第２分光素子８における格子面間隔ｄ2 および入射
角度θ2 を適切に設定できる。仮にある格子面間隔ｄ1
の第１分光素子７を採用したとすると、第１分光素子７
における入射角度θ1 は、分光しようとする蛍光Ｘ線１
４の波長λから、（１）式を変形した次の（４）式で決
定される。 θ1 ＝ sin-1（λ／２ｄ1 ） …（４） 第１分光素子７における入射角度θ1 が決定されると、
第２分光素子８における入射角度θ2 は、発散スリット
４を通過した２条の２次Ｘ線５，６のなす角度φを決め
れば、（３）式を変形した次の（５）式で決定される。 θ2 ＝θ1 ＋φ …（５） 第２分光素子８における入射角度θ2 が決定されると、
第２分光素子８の格子面間隔ｄ2 は、（２）式を変形し
た次の（６）式で決定される。 ｄ2 ＝λ／２ sinθ2 …（６）
【００１０】なお、第１実施例では、湾曲した分光素子
７，８を用いるので、例えば、発散スリット４を通過し
た一方の２次Ｘ線５は、第１分光素子７の下面への入射
点に係わらず、下面中央の点Ａでなくても同様に入射角
度θ1 をもって回折する。すなわち、図１においては、
簡単のため、発散スリット４を通過した一方の２次Ｘ線
５については、第１分光素子７の下面中央の点Ａに入射
する２次Ｘ線５を代表例として図示したが、実際には２
次Ｘ線５が発散スリット４を通過した点Ｐ1 から第１分
光素子７の下面全体へ広がる２次Ｘ線である。
７，８を用いるので、例えば、発散スリット４を通過し
た一方の２次Ｘ線５は、第１分光素子７の下面への入射
点に係わらず、下面中央の点Ａでなくても同様に入射角
度θ1 をもって回折する。すなわち、図１においては、
簡単のため、発散スリット４を通過した一方の２次Ｘ線
５については、第１分光素子７の下面中央の点Ａに入射
する２次Ｘ線５を代表例として図示したが、実際には２
次Ｘ線５が発散スリット４を通過した点Ｐ1 から第１分
光素子７の下面全体へ広がる２次Ｘ線である。
【００１１】回折された一方の蛍光Ｘ線１４について
も、第１分光素子７の下面中央の点Ａから受光スリット
９への入射点Ｑ1 に入射する蛍光Ｘ線１４を代表例とし
て図示したが、実際には、第１分光素子７の下面全体か
ら、受光スリット９への入射点Ｑ1 に集束する蛍光Ｘ線
である。この状況は、第２分光素子８に入射する他方の
２次Ｘ線５および回折された蛍光Ｘ線１５についても同
様である。
も、第１分光素子７の下面中央の点Ａから受光スリット
９への入射点Ｑ1 に入射する蛍光Ｘ線１４を代表例とし
て図示したが、実際には、第１分光素子７の下面全体か
ら、受光スリット９への入射点Ｑ1 に集束する蛍光Ｘ線
である。この状況は、第２分光素子８に入射する他方の
２次Ｘ線５および回折された蛍光Ｘ線１５についても同
様である。
【００１２】次に、第１実施例の作用について説明す
る。Ｘ線源１から発生した１次Ｘ線２は試料３に照射さ
れ、試料３から発生した２次Ｘ線は発散スリット４によ
って２条の２次Ｘ線５，６に絞られ、この発散スリット
４を通過した２条の２次Ｘ線５，６はそれぞれＸ線分光
器２０の第１および第２分光素子７，８に入射されて、
所望の同一波長の蛍光Ｘ線１４，１５にそれぞれに分光
され、受光スリット９を通過して単一のＸ線検出器１０
へ入射される。これにより、Ｘ線検出器１０へ入射され
る蛍光Ｘ線強度が高くなる。
る。Ｘ線源１から発生した１次Ｘ線２は試料３に照射さ
れ、試料３から発生した２次Ｘ線は発散スリット４によ
って２条の２次Ｘ線５，６に絞られ、この発散スリット
４を通過した２条の２次Ｘ線５，６はそれぞれＸ線分光
器２０の第１および第２分光素子７，８に入射されて、
所望の同一波長の蛍光Ｘ線１４，１５にそれぞれに分光
され、受光スリット９を通過して単一のＸ線検出器１０
へ入射される。これにより、Ｘ線検出器１０へ入射され
る蛍光Ｘ線強度が高くなる。
【００１３】ここで、Ｘ線分光器２０において、第１分
光素子７を図１の左右方向に長い大きなものにし、第２
分光素子８に入射されている２次Ｘ線６をも第１分光素
子７に入射されるようにして、第１分光素子７のみで第
１実施例と同等の強度の蛍光Ｘ線を分光しＸ線検出器１
０へ入射させることも考えられる。しかし、そのような
大型の湾曲した分光素子は製造が困難であり、また製造
できたとしても、その分光素子の回折面の中央部と端部
に入射して回折したＸ線の集光点がずれることは避けら
れず、Ｘ線検出器１０への集束性が悪い。これに対し、
本発明ではそのような欠点がない。
光素子７を図１の左右方向に長い大きなものにし、第２
分光素子８に入射されている２次Ｘ線６をも第１分光素
子７に入射されるようにして、第１分光素子７のみで第
１実施例と同等の強度の蛍光Ｘ線を分光しＸ線検出器１
０へ入射させることも考えられる。しかし、そのような
大型の湾曲した分光素子は製造が困難であり、また製造
できたとしても、その分光素子の回折面の中央部と端部
に入射して回折したＸ線の集光点がずれることは避けら
れず、Ｘ線検出器１０への集束性が悪い。これに対し、
本発明ではそのような欠点がない。
【００１４】ところで、一般に、分光素子で分光されて
Ｘ線検出器へ入射される蛍光Ｘ線の強度は、そのＸ線の
光路が長いほど、また分光素子の格子面間隔が狭いほ
ど、弱くなる。第１実施例では、第２分光素子８で分光
されてＸ線検出器１０へ入射される蛍光Ｘ線１５は、第
１分光素子７で分光される蛍光Ｘ線１５に比べ、試料３
から発してからＸ線検出器１０へ入射されるまでの光路
が長く、また、格子面間隔ｄ2 の狭い第２分光素子８で
分光されるので、Ｘ線検出器１０へ入射される蛍光Ｘ線
強度は弱くなる。
Ｘ線検出器へ入射される蛍光Ｘ線の強度は、そのＸ線の
光路が長いほど、また分光素子の格子面間隔が狭いほ
ど、弱くなる。第１実施例では、第２分光素子８で分光
されてＸ線検出器１０へ入射される蛍光Ｘ線１５は、第
１分光素子７で分光される蛍光Ｘ線１５に比べ、試料３
から発してからＸ線検出器１０へ入射されるまでの光路
が長く、また、格子面間隔ｄ2 の狭い第２分光素子８で
分光されるので、Ｘ線検出器１０へ入射される蛍光Ｘ線
強度は弱くなる。
【００１５】しかし、第１および第２分光素子７，８で
分光される同一波長の蛍光Ｘ線１４，１５を合わせて単
一のＸ線検出器１０へ入射すれば、単一の第１分光素子
７で分光される蛍光Ｘ線１４のみの場合の１．５倍以上
の強度が得られる。これにより、試料３から発生する２
次Ｘ線５，６が長波長であっても、Ｘ線検出器１０に入
射される蛍光Ｘ線１４，１５の強度が十分で、正確な分
析が可能となる。
分光される同一波長の蛍光Ｘ線１４，１５を合わせて単
一のＸ線検出器１０へ入射すれば、単一の第１分光素子
７で分光される蛍光Ｘ線１４のみの場合の１．５倍以上
の強度が得られる。これにより、試料３から発生する２
次Ｘ線５，６が長波長であっても、Ｘ線検出器１０に入
射される蛍光Ｘ線１４，１５の強度が十分で、正確な分
析が可能となる。
【００１６】次に、第２実施例について説明する。第１
実施例では、第１および第２分光素子７，８を、それら
の格子面１１，１２が平行になるように配置したが、本
発明は、格子面１１，１２が平行であることに限定され
ない。例えば、図２に示した第２実施例では、受光スリ
ット２９に間隙Ｑ3 が１つだけある場合で、１次Ｘ線２
の試料３への入射点Ｏと発散スリット２４の下側の間隙
Ｐ3 とを結ぶ直線５と、その間隙Ｐ3 と受光スリット２
９の間隙Ｑ3 とを結ぶ線分３１の垂直２等分線２３との
交点Ｄを第１分光素子２７の下面中央の点とし、第１分
光素子２７の入射角度θ3 は、格子面２１を前記垂直２
等分線２３に垂直に設定することで決められる。
実施例では、第１および第２分光素子７，８を、それら
の格子面１１，１２が平行になるように配置したが、本
発明は、格子面１１，１２が平行であることに限定され
ない。例えば、図２に示した第２実施例では、受光スリ
ット２９に間隙Ｑ3 が１つだけある場合で、１次Ｘ線２
の試料３への入射点Ｏと発散スリット２４の下側の間隙
Ｐ3 とを結ぶ直線５と、その間隙Ｐ3 と受光スリット２
９の間隙Ｑ3 とを結ぶ線分３１の垂直２等分線２３との
交点Ｄを第１分光素子２７の下面中央の点とし、第１分
光素子２７の入射角度θ3 は、格子面２１を前記垂直２
等分線２３に垂直に設定することで決められる。
【００１７】同様に、１次Ｘ線２が試料３へ入射する点
Ｏと発散スリット２４の上側の間隙Ｐ4 とを結ぶ直線６
と、その間隙Ｐ4 と受光スリット２９の間隙Ｑ3 とを結
ぶ線分３２の垂直２等分線２５との交点Ｅを求めること
で、第２分光素子２８の配置と入射角度θ4 が決められ
る。第１および第２分光素子２７，２８の格子面間隔ｄ
3 ，ｄ4 は、前記（６）式から求められる。これによっ
て構成されるＸ線分光器３０も、第１実施例のＸ線分光
器２０と同様の作用がある。
Ｏと発散スリット２４の上側の間隙Ｐ4 とを結ぶ直線６
と、その間隙Ｐ4 と受光スリット２９の間隙Ｑ3 とを結
ぶ線分３２の垂直２等分線２５との交点Ｅを求めること
で、第２分光素子２８の配置と入射角度θ4 が決められ
る。第１および第２分光素子２７，２８の格子面間隔ｄ
3 ，ｄ4 は、前記（６）式から求められる。これによっ
て構成されるＸ線分光器３０も、第１実施例のＸ線分光
器２０と同様の作用がある。
【００１８】第１および第２実施例以外に、例えば図１
において、発散スリット４の間隙を１つだけとすること
もできる。１次Ｘ線２の試料３への入射点は、実際には
１点Ｏのみでなく、試料３の表面に分布しており、異な
った入射点から発生した２次Ｘ線を発散スリット４の単
一の間隙を通過させることにより、第１実施例と同様
に、複数条の２次Ｘ線５，６をそれぞれ複数の分光素子
７，８へ入射させることができるからである。また、例
えば図１において、格子面１１，１２が平行でなく、第
１分光素子７の下面中央の点Ａから出た蛍光Ｘ線１４
が、受光スリット９の上側の間隙Ｑ2 に入射し、第２分
光素子８の下面中央の点Ｂから出た蛍光Ｘ線１５が、受
光スリット９の下側の間隙Ｑ1 に入射するように配置す
ることもできる。
において、発散スリット４の間隙を１つだけとすること
もできる。１次Ｘ線２の試料３への入射点は、実際には
１点Ｏのみでなく、試料３の表面に分布しており、異な
った入射点から発生した２次Ｘ線を発散スリット４の単
一の間隙を通過させることにより、第１実施例と同様
に、複数条の２次Ｘ線５，６をそれぞれ複数の分光素子
７，８へ入射させることができるからである。また、例
えば図１において、格子面１１，１２が平行でなく、第
１分光素子７の下面中央の点Ａから出た蛍光Ｘ線１４
が、受光スリット９の上側の間隙Ｑ2 に入射し、第２分
光素子８の下面中央の点Ｂから出た蛍光Ｘ線１５が、受
光スリット９の下側の間隙Ｑ1 に入射するように配置す
ることもできる。
【００１９】なお、例えば第１実施例では、格子面間隔
ｄ1 ，ｄ2 の相異なる２つの湾曲した分光素子７，８を
用いたが、本発明に用いる分光素子は湾曲したものに限
られず、格子面間隔の相異なる２つの平板の分光素子を
用いてもよい。この場合には、発散スリット４および受
光スリット９にソーラースリットを用いて、平行光の状
態で分光素子７，８またはＸ線検出器１０に入射させ
る。また、本発明に用いる分光素子は２つに限られず、
３つ以上の複数の分光素子を用いることもできる。
ｄ1 ，ｄ2 の相異なる２つの湾曲した分光素子７，８を
用いたが、本発明に用いる分光素子は湾曲したものに限
られず、格子面間隔の相異なる２つの平板の分光素子を
用いてもよい。この場合には、発散スリット４および受
光スリット９にソーラースリットを用いて、平行光の状
態で分光素子７，８またはＸ線検出器１０に入射させ
る。また、本発明に用いる分光素子は２つに限られず、
３つ以上の複数の分光素子を用いることもできる。
【００２０】また、第１および第２実施例では、分光す
る放射線をＸ線としたが、本発明で分光できる放射線は
Ｘ線に限定されず、Ｘ線以外の放射線、例えばシンクロ
トロン放射光等にも本発明を用いることができる。
る放射線をＸ線としたが、本発明で分光できる放射線は
Ｘ線に限定されず、Ｘ線以外の放射線、例えばシンクロ
トロン放射光等にも本発明を用いることができる。
【図１】本発明の第１実施例の側面図である。
【図２】本発明の第２実施例の側面図である。
１…放射線源、２…１次放射線、３…試料、５，６…試
料から発生する２次放射線７，８…分光素子、１０…放
射線検出器、１４，１５…回折された同一波長の２次放
射線、２０…放射線分光器。
料から発生する２次放射線７，８…分光素子、１０…放
射線検出器、１４，１５…回折された同一波長の２次放
射線、２０…放射線分光器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 23/223 G21K 1/06
Claims (1)
- 【請求項１】 放射線源から発生する１次放射線を照射
された試料から発生する２次放射線の通路に互いに並列
に配置されて、格子面間隔が相異なる複数の分光素子を
備え、 これら分光素子は、同一波長の２次放射線を回折して単
一の放射線検出器に入射させるように設定されている放
射線分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27038094A JP3323670B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 放射線分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27038094A JP3323670B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 放射線分光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110312A JPH08110312A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3323670B2 true JP3323670B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=17485456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27038094A Expired - Lifetime JP3323670B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 放射線分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3323670B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5204672B2 (ja) * | 2009-01-09 | 2013-06-05 | 日本電子株式会社 | Ｘ線分光情報取得方法及びｘ線分光装置 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP27038094A patent/JP3323670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110312A (ja) | 1996-04-30 |
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