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曲率分布結晶レンズ、曲率分布結晶レンズを有するX線装置及び曲率分布結晶レンズの作製方法 NEW

国内特許コード P180015498
整理番号 434
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2006-532583
登録番号 特許第4710022号
出願日 平成17年8月25日(2005.8.25)
登録日 平成23年4月1日(2011.4.1)
国際出願番号 JP2005015442
国際公開番号 WO2006022333
国際出願日 平成17年8月25日(2005.8.25)
国際公開日 平成18年3月2日(2006.3.2)
優先権データ
  • 特願2004-248341 (2004.8.27) JP
発明者
  • 中嶋 一雄
  • 奥田 浩司
  • 藤原 航三
出願人
  • 国立大学法人東北大学
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 曲率分布結晶レンズ、曲率分布結晶レンズを有するX線装置及び曲率分布結晶レンズの作製方法 NEW
発明の概要 【課題】 本発明は、X線を用いた材料の回折による構造評価ならびに分光による分析評価を行う装置に用いる曲率分布結晶レンズ及び曲率分布結晶レンズの作製方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 高降伏応力の結晶板を塑性変形させた結晶レンズであって、表面の曲面形状に沿った結晶格子を有する曲率分布結晶レンズ及び結晶の融点未満の温度にて、高降伏応力の結晶板に全体的又は局所的に荷重を加え、当該結晶板を塑性変形させることにより所定の曲率を有するように成型することを特徴とする曲率分布結晶レンズの作製方法によって解決される。
従来技術、競合技術の概要


従来のX線用モノクロメーター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、あるいは逆に研磨後曲げ変形している。弾性限界内で変形させた、X線用のヨハン(Johann)型やヨハンソン(Johansson)型のモノクロメーター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ー結晶の作製方法では、曲率の大きな曲げができないため、大型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を大幅に落とすことが許されるような場合に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。



この弾性限界内で変形させたモノクロメーター結晶は、曲率や加工方法に制限があるため、コンパクト装置、高分解能と高輝度の両立が必要なマイクロビーム回折のような用途には用いることができない。さらに、集光素子という意味でマイクロビーム生成に使われるKBミラーは、線源そのものに第3世代放射光のような高平行高輝度光が必要となり、実験室X線での使用は不可能である。小角散乱では線源強度の有効利用のため、放物面ミラー(ゲーベルミラー)、コンフォーカルミラーなども製作されているが、特殊な多層膜蒸着技術を必要とするために単体価格が1千万円近くする上に取込み可能角度が0.3度にも達しないものである。ところが代替技術がないためにこれらのミラーが国内外で数多く出荷されているのが現状である。



X線用のヨハン型やヨハンソン型のモノクロメーターは、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、加工の容易な結晶の塑性変形を行うといった方法で作製されている。しかし、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る。また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う反値幅の著しい増加と積分反射能の低下のような問題が起こる。このため、光学性能を落とさないままで大きな見込み角、すなわち集光効率を得られるような分光レンズ作製方法の開発が渇望されていた。



X線回折装置を小型化して、広く汎用的に使えるようにした装置に対する要求は根強くある。この障害となっているのは、X線用のヨハン型やヨハンソン型のモノクロメーター結晶を弾性限度内でしか作製できないために、その曲率半径を小さくできない点や研磨による精密加工を必要とする点にある。



【特許文献1】
特開平6-160600号公報
【特許文献2】
特開2003-014895号公報

産業上の利用分野


本発明は、X線を用いた材料の回折による構造評価ならびに分光による分析評価を行う装置に係り、特に曲率分布結晶レンズ、曲率分布結晶レンズを有するX線装置及び曲率分布結晶レンズの作製方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
Si結晶板又はGe結晶板をその融点近傍の温度で塑性変形させた結晶レンズであって、表面形状に規定される表面の曲面形状に沿った結晶格子を有するとともに、2次曲面表面を有する、X線装置に用いる曲率分布結晶レンズ。

【請求項2】
上記曲率分布結晶レンズは、曲率分布モノクロメーター結晶レンズである請求項1に記載の曲率分布結晶レンズ。

【請求項3】
X線源ならびに請求項記載の曲率分布モノクロメーター結晶レンズを含む光学部品で構成したことを特徴とするX線装置。

【請求項4】
結晶の融点近傍温度にて、Si結晶板又はGe結晶板に全体的又は局所的に荷重を加え、当該結晶板を塑性変形させることにより所定の曲率を有するように成型した結晶レンズを研磨成型し、所定曲面分布と同時に、研磨加工による2次曲面表面を持つよう成型す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の作製方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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