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曲率分布結晶レンズおよびX線反射率測定装置 外国出願あり

国内特許コード P130009543
整理番号 1867
掲載日 2013年7月10日
出願番号 特願2009-530180
登録番号 特許第4973960号
出願日 平成20年8月28日(2008.8.28)
登録日 平成24年4月20日(2012.4.20)
国際出願番号 JP2008065420
国際公開番号 WO2009028613
国際出願日 平成20年8月28日(2008.8.28)
国際公開日 平成21年3月5日(2009.3.5)
優先権データ
  • 特願2007-227174 (2007.8.31) JP
発明者
  • 奥田 浩司
  • 中嶋 一雄
  • 藤原 航三
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 曲率分布結晶レンズおよびX線反射率測定装置 外国出願あり
発明の概要

本発明に係る曲率分布結晶レンズは、GeまたはSiの(110)単結晶板を、Geの場合には融点より1℃から120℃低い温度条件で、Siの場合には融点より1℃から200℃低い温度条件で型押し成型した曲率分布結晶レンズであって、結晶格子面が、最大の曲率を示す方向を[001]または[1-10]方向から(110)面内において30度以内とし、それに直交する方向を谷とする1次元円筒曲面または1次元対数曲面である。これにより、積分反射強度および半値幅を広い範囲で均一にすることができる。その結果、入射角範囲が広く、集光精度の高い曲率分布結晶レンズを実現することができる。

従来技術、競合技術の概要


従来のX線用モノクロメータでは、結晶を弾性的に少し曲げ、その後研磨によって所定の回折が均一に得られるように、研磨仕上げを行うか、あるいは逆に、結晶を研磨した後、曲げ変形させている。そして、弾性限界内で変形させたJohann型やJohansson型のモノクロメータ結晶は、実用化されている。



しかしながら、この弾性限界内で変形させた従来のX線用のモノクロメータ結晶の作成方法では、曲率の大きな曲げができないため、大型のX線装置にしか用いることができなかった。また、角度分解能と積分反射能とを大幅に低下させることが許容されるような場合は、低降伏応力の結晶を塑性変形して用いる場合もあった。



X線用のJohann型やJohansson型のモノクロメータは、通常、切削・研磨加工の後に、適当な弾性変形を加えて固定するか、加工の容易な結晶を塑性変形させるといった方法で製造されている。



例えば、LiF結晶などの加工しやすい結晶を低速塑性変形した後に削り出しを行うか、あるいは型への強制貼付による弾性変形が行われている。また、特許文献1に記載のように、本発明者らは、共有結合が主であるSiの(100)単結晶を基底に使用して、高温高圧下で塑性変形させる型押し成型を行い、曲率分布結晶レンズを作製する技術を発明している。



しかしながら、弾性変形を利用した手法では、弾性変形結晶の保持における変形量の安定性、経年変化の問題があり、また弾性限界内の変形にとどまるため、見込み角が極めて小さな値に制限されてしまう。そして、塑性変形を利用する場合には、塑性変形による結晶性劣化に伴い、半値幅が著しく増加し、さらに積分反射能が低下してしまう。



また、特許文献1に記載のようにSiの(100)面を基底に使用した塑性変形では、均一に湾曲した単結晶を得ることができるものの、当該均一な変形領域が少し狭く、X線結晶分光の入射角範囲が狭くなることがわかった。そのため、より入射角範囲が広く、集光精度の高い曲率分布結晶レンズを実現することが望まれる。

【特許文献1】国際公開第2007/072906号パンフレット(2007年6月28日公開)

産業上の利用分野


本発明は、塑性変形された曲率分布結晶レンズおよびそれを用いたX線反射率測定装置に関する。本発明の応用分野の一例として、Johann(ヨハン)型またはJohansson(ヨハンソン)型結晶レンズに代表される、X線の回折等に用いられる曲率分布結晶レンズを挙げることができる。

特許請求の範囲 【請求項1】 Geの(110)単結晶板を高温型押し成型により塑性変形させた曲率分布結晶レンズであって、
結晶格子面が、最大の曲率を示す方向を[001]または[1-10]方向から(110)面内において30度以内とし、それに直交する方向を谷とする円筒曲面または対数曲面であることを特徴とする曲率分布結晶レンズ。
【請求項2】 Siの(110)単結晶板を高温型押し成型により塑性変形させた曲率分布結晶レンズであって、
結晶格子面が、最大の曲率を示す方向を[001]または[1-10]方向から(110)面内において30度以内とし、それに直交する方向を谷とする円筒曲面または対数曲面であることを特徴とする曲率分布結晶レンズ。
【請求項3】 上記高温型押し成型は、融点より1℃から120℃低い温度条件で行われることを特徴とする請求項1に記載の曲率分布結晶レンズ。
【請求項4】 上記高温型押し成型は、融点より1℃から200℃低い温度条件で行われることを特徴とする請求項2に記載の曲率分布結晶レンズ。
【請求項5】 結晶格子面の結晶表面に対する傾きがJohanssonの回折条件を満たすように、結晶表面が研磨されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の曲率分布結晶レンズ。
【請求項6】 X線発生源と、
請求項1から5の何れか1項に記載の曲率分布結晶レンズと、
位置敏感検出器とを備えたことを特徴とするX線反射率測定装置。
産業区分
  • 光学装置
  • 試験、検査
  • 原子力
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009530180thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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