(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向と略平行な格子面を有する第１の結晶部材及び第２の結晶部材を具え、
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材の格子間隔が相等しいとともに、
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材は、それぞれ格子面が互いに略平行となるように対向して配置されていることを特徴とする、Ｘ線遮蔽装置。
【請求項２】
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材は、シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム及びベリリウムの少なくとも一つからなることを特徴とする、請求項１に記載のＸ線遮蔽装置。
【請求項３】
前記第１の結晶部材を透過又は回折して出射されたＸ線の、重畳しない成分を遮蔽するための遮蔽板を具えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＸ線遮蔽装置。
【請求項４】
厚さ方向と略平行な格子面を有する第１の結晶部材を準備する工程と、
厚さ方向と略平行な格子面を有し、前記第１の結晶部材の格子間隔と相等しい格子間隔を有する第２の結晶部材を、前記第１の結晶部材の前記格子面と前記第２の結晶部材の前記格子面とが略平行となるように対向して配置する工程と、
前記第１の結晶部材にＸ線を導入し、前記第１の結晶部材を透過又は回折して出射された透過Ｘ線及び回折Ｘ線を重畳させて定在波を形成する工程と、
前記第２の結晶部材に前記定在波を導入するとともに、前記第１の結晶部材と前記第２の結晶部材とを、少なくとも前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材の前記格子間隔以上の大きさで相対運動させる工程と、
を具えることを特徴とする、Ｘ線遮蔽方法。
【請求項５】
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材は、シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム及びベリリウムの少なくとも一つからなることを特徴とする、請求項４に記載のＸ線遮蔽方法。
【請求項６】
前記透過Ｘ線及び前記回折Ｘ線の、重畳しない成分を遮蔽する工程を具えることを特徴とする、請求項４又は５に記載のＸ線遮蔽方法。
【請求項７】
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材を、ミリ秒以下のオーダで相対運動させることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一に記載のＸ線遮蔽方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線遮蔽装置及びＸ線遮蔽方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマＸ線源などを用いることにより、数フェムト秒程度のパルス幅を有するＸ線パルスが得られるようになり、さらにＸ線自由レーザ計画などの進展により、高速で開閉駆動するＸ線シャッターなどのＸ線遮蔽装置の必要性が急速に高まっている。
【０００３】
従来のＸ線シャッターは、Ｘ線の光路上に遮蔽物を挿出入させることよってシャッター機能を実現するものがほとんどであった。このため、前記Ｘ線シャッターの開閉駆動速度は前記遮蔽物の挿出入速度で決定されてしまい、高速駆動を実現させることはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高速で開閉駆動させることのできるＸ線遮蔽装置及びＸ線遮蔽方法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】
上記目的を達成すべく、本発明は、
厚さ方向と略平行な格子面を有する第１の結晶部材及び第２の結晶部材を具え、
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材の格子間隔が相等しいとともに、
前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材は、それぞれ格子面が互いに略平行となるように対向して配置されていることを特徴とする、Ｘ線遮蔽装置に関する。
【０００６】
また、本発明は、
厚さ方向と略平行な格子面を有する第１の結晶部材を準備する工程と、
厚さ方向と略平行な格子面を有し、前記第１の結晶部材の格子間隔と相等しい格子間隔を有する第２の結晶部材を、前記第１の結晶部材の前記格子面と前記第２の結晶部材の前記格子面とが略平行となるように対向して配置する工程と、
前記第１の結晶部材にＸ線を導入し、前記第１の結晶部材を透過又は回折して出射された透過Ｘ線及び回折Ｘ線を重畳させて定在波を形成する工程と、
前記第２の結晶部材に前記定在波を導入するとともに、前記第１の結晶部材と前記第２の結晶部材とを、少なくとも前記第１の結晶部材及び前記第２の結晶部材の前記格子間隔以上の大きさで相対運動させる工程と、
を具えることを特徴とする、Ｘ線遮蔽方法に関する。
【０００７】
本発明によれば、従来の遮蔽物に代えて格子間隔の等しい第１及び第２の結晶部材を用い、これらを相対運動させる。遮蔽操作に供するべきＸ線は、前記第１の結晶部材に入射させる。このとき、前記第１の結晶部材からは透過Ｘ線（以下、「Ｏ波」と略す場合がある）及び回折Ｘ線（以下、「Ｈ波」と略す場合がある）が出射され、これらが互いに重畳することによって定在波が形成される。
【０００８】
その後、前記定在波は前記第２の結晶部材に導入されるが、前記定在波と前記第２の結晶部材の格子面との相対位置関係によって、前記定在波の前記第２の結晶部材に対する透過度合いが変化する。具体的には、前記第２の結晶部材の格子面が前記定在波の節の位置にあるとき、前記定在波の前記第２の結晶部材に対する透過度合いは最大となる。一方、前記第２の結晶部材の前記格子面が前記定在波の腹の位置にあるとき、前記定在波は前記第２の結晶部材を透過しなくなり、結果として遮蔽される。
【０００９】
第１及び第２の結晶部材は上述のような相対運動を行なっているので、前記定在波と前記第２の結晶部材との相対的な位置関係は連続的に変化し、前記定在波は前述した相対運動と連動して遮蔽されるようになる。遮蔽速度は、前述した相対運動の速度によって決定されるが、上述した相対運動は少なくとも結晶部材の格子間隔程度の大きさの微小な範囲内で行なえば良いため、極めて高く設定することができる。したがって、入射した前記Ｘ線に対する開閉操作を高速で行なうことができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のＸ線遮蔽装置の一例を示す構成図であり、図２及び図３は、本発明に係わる遮蔽原理を説明するための図である。図１に示すＸ線遮蔽装置１０は、厚さ方向に略平行な格子面１ａを有する第１の結晶部材１と、同じく厚さ方向に略平行な格子面２ａを有する第２の結晶部材２とを具えている。第１の結晶部材１の格子間隔及び第２の結晶部材２の格子間隔は、それぞれ等しくｄに設定されている。また、第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２は、格子面１ａ及び２ａが略平行となるように、間隔Ｌを隔てて対向して配置されている。なお、第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２間には、遮蔽板３が設けられている。
【００１１】
遮蔽操作に供するべきＸ線２０は、第１の結晶部材１に導入される。すると、第１の結晶部材１からはＯ波及びＨ波が出射され、これらが重畳することによって定在波３０が形成される。次いで、定在波３０は第２の結晶部材２に導入され、
透過及び回折した後に、出射される。このとき、定在波３０からはＯ波３１及びＨ波３２が部分的に分離して射出される。
【００１２】
なお、前記Ｏ波及び前記Ｈ波の、定在波３０を構成しない部分２１及び２２は、遮蔽板３で遮蔽し、第２の結晶部材２に入射しないようにする。定在波３０以外のＯ波又はＨ波が第２の結晶部材２中に導入されると、以下に詳述する第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２間の相対運動によって、入射したＸ線２０の遮蔽を十分に行なうことができない場合がある。
【００１３】
第２の結晶部材２に対する定在波３０の透過度合いは、定在波３０と第２の結晶部材２との相対的な位置関係によって変化する。図２に示すように、定在波３０の節が第２の結晶部材２の格子面位置にあるとき、定在波３０の透過強度が最大となる。すなわち、第２の結晶部材２から出射される定在波３０の強度が最大となる。一方、図３に示すように、定在波３０の腹が第２の結晶部材２の格子面位置にあるとき、定在波３０は第２の結晶部材２を透過しなくなる。すなわち、このような状態において、定在波３０は第２の結晶部材２で遮蔽されるようになる。
【００１４】
第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２は、図示しない駆動系などによって、格子間隔ｄ以上の大きさで相対運動させる。したがって、定在波３０の透過度合いは、このような相対運動に連動して上述したような強度変化を生じ、前記相対運動の結果、定在波３０の腹が第２の結晶部材２の格子面上に位置するとき、その透過強度は零になり遮蔽されることになる。
【００１５】
図４は、上述した相対運動に対する定在波３０の透過度合いを示すグラフである。図４から明らかなように、第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２の相対的変位量に応じて透過Ｘ線強度が、周期的に変化することが分かる。すなわち、少なくとも前記相対運動の大きさを格子間隔ｄ以上に設定することにより、透過Ｘ線強度を最大かつ最少（零）にすることができ、定在波３０の透過及び遮蔽を実行できることが分かる。
【００１６】
結果として、第１の結晶部材１に導入されたＸ線２０は、上述した第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２間の相対運動によって透過あるいは遮蔽されることになり、図１に示す装置がＸ線２０に対して開閉操作を行なうＸ線シャッターとして機能することが分かる。
【００１７】
第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２間の相対運動は、これらの格子間隔程度の大きさで行なえば良いから、極めて高速度で行なうことができる。したがって、前述した駆動系としてピエゾ素子などを用いることにより、前述した相対運動、すなわち開閉操作をミリ秒以下、さらにはピコ秒以下のオーダで実行することができるようになる。したがって、図１に示す装置を、数フェムト秒程度のパルス幅を有するＸ線パルスなどに対して使用することのできるＸ線シャッターなどとして使用することができるようになる。
【００１８】
なお、第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２の間隔Ｌは遮蔽すべきＸ線の波長などに応じて適宜に設定する。同様に、第１の結晶部材１の厚さ及び第２の結晶部材２の厚さについても、遮蔽すべきＸ線の波長などに応じて適宜に設定する。
【００１９】
また、第１の結晶部材１及び第２の結晶部材２は、シリコン、ダイヤモンド、ゲルマニウム及びベリリウムの少なくとも一つから構成することができる。
【００２０】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高速で開閉駆動させることのできるＸ線遮蔽装置及びＸ線遮蔽方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＸ線遮蔽装置の一例を示す構成図である。
【図２】  本発明に係わる遮蔽原理を説明するための図である。
【図３】  本発明に係わる遮蔽原理を説明するための図である。
【図４】  結晶部材の相対運動量と透過Ｘ線強度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  第１の結晶部材
２  第２の結晶部材
３  遮蔽板
１０  Ｘ線遮蔽装置
２０  Ｘ線
３０  定在波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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