(57)【要約】【課題】  Ｘ線ビームの選択透過性能を向上させることができるＸ線導波路を提供する。【解決手段】  屈折率実部が異なる２つの基本構造が周期的に配置された領域ａ、ｂ、ｃを含む周期性構造体からなるコアと、コアを挟持する２つのクラッドとからなり、クラッドと周期性構造体との界面におけるＸ線の全反射臨界角が、コアの構造周期に起因するブラッグ角よりも大きく、かつコアの周期性構造体を形成する屈折率実部が異なる基本構造の界面における全反射臨界角がブラッグ角よりも小さく、２つの基本構造間の屈折率実部の差が最も小さい領域ａから、クラッドの一方に接する領域ｂに向かう方向に領域の基本構造間の屈折率実部の差が大きくなり、領域ａからクラッドの他方に接する領域ｃに向かう方向に領域の基本構造間の屈折率実部の差が大きくなるもしくは差がないＸ線導波路。【選択図】  図１
2014215175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率実部が異なる２つの基本構造が周期的に配置された複数の領域によって形成される周期性構造体からなるコアと、前記コアを挟持し、Ｘ線をコアに閉じ込めるための２つのクラッドと、からなるＸ線導波路であって、
前記クラッドと前記周期性構造体との界面におけるＸ線の全反射臨界角が、前記コアの構造周期に起因するブラッグ角よりも大きく、かつ前記コアの周期性構造体を形成する前記屈折率実部が異なる基本構造の界面における全反射臨界角が前記ブラッグ角よりも小さく、
前記複数の領域のうち、前記２つの基本構造間の屈折率実部の差が最も小さい領域ａから、
前記２つのクラッドのうちの一方と前記周期性構造体との界面を含む領域ｂに向かう方向に領域の前記基本構造間の屈折率実部の差が大きくなり、
前記領域ａから前記２つのクラッドのうちの他方と前記周期性構造体との界面を含む領域ｃに向かう方向に領域の前記基本構造間の屈折率実部の差が大きくなるもしくは差がないことを特徴とするＸ線導波路。
【請求項２】
前記複数の領域が、前記領域ａ、前記領域ｂ、前記領域ｃで構成されており、前記領域ａが前記領域ｂおよび前記領域ｃに挟持されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線導波路。
【請求項３】
前記コアおよび前記クラッドが湾曲部を有しており、前記コアが有する湾曲部が前記領域ａ、前記領域ｂ、および前記領域ｃの各々の少なくとも一部で構成され、前記領域ａの少なくとも一部、前記領域ｂの少なくとも一部、および前記領域ｃの少なくとも一部のうちの結晶方位が、Ｘ線の伝搬方向に沿って連続的に変化していることを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線導波路。
【請求項４】
導波路を構成する前記コア、及び前記クラッドの形状が湾曲している部分を含むＸ線導波路において、
前記２つのクラッドのうちの一方と前記コアとの界面の曲率半径を規定する円Ｏの中心を原点とし、前記界面から円Ｏの外部へ向かう法線方向にｙ軸を定義した場合に、ｙを大きくする方向に、前記領域ａ、前記領域ｂ、前記領域ｃがこの順に配置されていて、
前記領域ａの屈折率実部の差と前記領域ｃ屈折率実部の差が同一であり、
前記領域ｂの屈折率実部の差が前記領域ａの屈折率実部の差よりも大きく、
前記領域ｂの屈折率実部の差が、前記領域ｃの屈折率実部の差よりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載Ｘ線導波路。
【請求項５】
前記領域ｂを構成する２つの基本構造をｓ、ｔとした時に、前記クラッドと接触している基本構造ｓの屈折率実部が、前記基本構造ｔの屈折率実部よりも小さく、
かつ前記領域ｃを構成する２つの基本構造をｕ、ｖとした時に、前記クラッドと接触している基本構造ｕの屈折率実部が、前記基本構造ｖの屈折率実部よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載のＸ線導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を導波するＸ線導波路に関し、特にコアに周期性構造体を用いたＸ線導波路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数１０ｎｍ以下の短い波長の電磁波を扱う際、異物質間における電磁波に対する屈折率差が１０−４以下と非常に小さいため、全反射臨界角も非常に小さくなることなどにより、Ｘ線を含めたこのような電磁波をコントロールするために、大型の空間光学系が用いられてきており、今でもなお主流となっている。空間光学系をなしている主な部品として、異なる屈折率の材料を交互に積層した多層膜反射鏡があり、ビーム整形、スポットサイズ変換、波長選択などの様々な役割を担っている。
【０００３】
主流であるこのような空間光学系に対し、近年では光学系の小型化、高性能化を目指し、クラッドに囲まれたコア中に電磁波を閉じ込めて伝搬させる、Ｘ線導波路の研究が行われている（非特許文献１）。
【０００４】
また、本発明者らは周期構造を有するコアと全反射でＸ線をコアに閉じ込めるクラッドから構成されるタイプの導波路を提案している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０７３２３２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｓａｌｄｉｔｔ，Ｔ．，Ｋｒｕ¨ｇｅｒ，Ｓ．Ｐ．，Ｆｕｈｓｅ，Ｃ．＆Ｂａ¨ｈｔｚ，Ｃ．Ｈｉｇｈ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｐｌａｎａｒ  ｘ−ｒａｙ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ．“Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”．１００（２００８）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＸ線導波路には改善すべき課題があった。
【０００８】
非特許文献１では、ともにＸ線の導波損失を小さくするために、導波モードの中でも最も伝搬角度が小さい０次モードを主に利用している。Ｘ線帯域の電磁波では、物質間の屈折率差（実部）が極めて小さいため、０次モードの伝搬角度が小さくなり、その結果Ｘ線導波路では極めて微小なコアを作製する必要があった。そのため、伝搬させるＸ線の面積が小さくなり、Ｘ線導波路が出射するＸ線ビームが小さく、また、導波路の特長の一つである空間的コヒーレンスの空間範囲に制限があった。
【０００９】
特許文献１のＸ線導波路においては、周期性構造体をコアとして用いたＸ線導波路が開示している。このＸ線導波路では、コアの周期性に共鳴しない導波モード（以下、一様導波モード）に起因するＸ線ビームの透過性よりも、コアの周期性に共鳴した導波モード（以下、周期共鳴導波モード）に起因するＸ線ビームの透過性が高いために、選択的に透過させることができる。その結果、他の単一モードＸ線導波路に比べて、広い空間コヒーレント性を有するＸ線ビームを取り出すことができる。しかしながら、さらにＸ線ビームの選択透過性能を向上させることが求められている。
【００１０】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、周期共鳴導波モードと一様導波モードの伝搬損失係数の差をさらに大きくすることができ、周期共鳴導波モード由来のＸ線ビームの透過強度を下げることなく、Ｘ線ビームの選択透過性能を向上させることができるＸ線導波路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する本発明のＸ線導波路は、屈折率実部が異なる２つの基本構造が周期的に配置された複数の領域によって形成される周期性構造体からなるコアと、前記コアを挟持し、Ｘ線をコアに閉じ込めるための２つのクラッドと、からなるＸ線導波路であって、
前記クラッドと前記周期性構造体との界面におけるＸ線の全反射臨界角が、前記コアの構造周期に起因するブラッグ角よりも大きく、かつ前記コアの周期性構造体を形成する前記屈折率実部が異なる基本構造の界面における全反射臨界角が前記ブラッグ角よりも小さく、
前記複数の領域のうち、前記２つの基本構造間の屈折率実部の差が最も小さい領域ａから、
前記２つのクラッドのうちの一方と前記周期性構造体との界面を含む領域ｂに向かう方向に領域の前記基本構造間の屈折率実部の差が大きくなり、
前記領域ａから前記２つのクラッドのうちの他方と前記周期性構造体との界面を含む領域ｃに向かう方向に領域の前記基本構造間の屈折率実部の差が大きくなるもしくは差がないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、周期共鳴導波モードと一様導波モードの伝搬損失係数の差をさらに大きくすることができ、周期共鳴導波モード由来のＸ線ビームの透過強度を下げることなく、Ｘ線ビームの選択透過性能を向上させることができるＸ線導波路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のＸ線導波路の一実施形態を示す概略図である。
【図２】従来のＸ線導波路と本発明のＸ線導波路の比較を示す図である。
【図３】従来のＸ線導波路と本発明のＸ線導波路の比較を示す図である。
【図４】本発明の湾曲Ｘ線導波路の一実施形態を示す概略図である。
【図５】従来のＸ線導波路と本発明の湾曲Ｘ線導波路の比較を示す図である。
【図６】従来のＸ線導波路と本発明の湾曲Ｘ線導波路の比較を示す図である。
【図７】実施例及び比較例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
（基本構成）
図１は、本発明のＸ線導波路の一実施形態を示す概略図である。図１において、本発明のＸ線導波路は、屈折率実部が異なる２つの基本構造が周期的に配置された複数の領域によって形成される周期性構造体からなるコア１０１と、前記コア１０１を挟持し、Ｘ線をコアに閉じ込めるための２つのクラッド１０２とからなる。複数の領域が、領域ａ１０３、領域ｂ１０４、領域ｃ１０５で構成されており、前記領域ａ１０３が前記領域ｂ１０４および前記領域ｃ１０５に挟持されている。また、前記複数の領域のうち、前記２つの基本構造間の屈折率実部の差が最も小さい領域ａ１０３から、前記２つのクラッド１０２のうちの一方と前記周期性構造体との界面を含む領域ｂ１０４に向かう方向に領域の前記基本構造間の屈折率実部の差が大きくなり、前記領域ａ１０３から前記２つのクラッド１０２のうちの他方と前記周期性構造体との界面を含む領域ｃ１０５に向かう方向に領域の前記基本構造間の屈折率実部の差が大きくなるもしくは差がないことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のＸ線導波路は、後述する様に、前記クラッドと前記周期性構造体との界面におけるＸ線の全反射臨界角が、前記コアの構造周期に起因するブラッグ角よりも大きく、かつ前記コアの周期性構造体を形成する前記屈折率実部が異なる基本構造の界面における全反射臨界角が前記ブラッグ角よりも小さいことを特徴とする。
【００１７】
（Ｘ線）
本発明においてＸ線とは、物質の屈折率実部が１以下となる波長帯域の電磁波である。具体的には、本発明においてＸ線とは、極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ（ＥＵＶ）光）を含む１００ｎｍ以下の波長の電磁波を指す。このような短い波長の電磁波の周波数には、非常に高く物質の最外殻電子が応答できないため、紫外光の波長以上の波長をもつ電磁波（可視光や赤外線）の周波数帯域と異なり、Ｘ線に対しては物質の屈折率実部が１より小さくなることが知られている。このようなＸ線に対する物質の屈折率ｎは一般的に、下記の数式
【００１８】
【数１】
2014215175.tif 000003
【００１９】
で表されるように、実数部の１からのずれ量δ、吸収に関係する虚数部の
【００２０】
【数２】
2014215175.tif 000004
【００２１】
を用いて表される。原子固有のエネルギー吸収端が寄与する場合を除き一般に、δ及び
【００２２】
【数３】
2014215175.tif 000005
【００２３】
は物質の電子密度ρｅに比例する。よって、一般的には電子密度の大きい物質ほど屈折率実部が小さくなることになる。また、屈折率実部は、
【００２４】
【数４】
2014215175.tif 000006
【００２５】
となる。このようにＸ線に対する物質の屈折率は複素数で表されるが、その実部を本明細書中では屈折率実部と称し、虚部を屈折率虚部と称する。Ｘ線の帯域では、屈折率実部が最大の１となる物質は真空であり、空気に代表される気体は真空とほぼ同じ屈折率を持つが、気体以外のほぼすべての物質の屈折率実部は、１よりも小さい値となる。本明細書中では、「成分」、「材料」、「物質」という文言を真空や空気等の気体に対しても適用する。
【００２６】
（コアとクラッドの関係）
本発明のＸ線導波路は、コアとクラッドの界面における全反射によりＸ線をコアに閉じ込めてＸ線を導波させるものである。この全反射を実現するために、本発明のＸ線導波路は、コアとクラッドの界面におけるコアの屈折率実部がクラッドの屈折率実部より大きいものである。このときの全反射臨界角を界面からの角度として、θｃ−ｔｏｔａｌと表す。
【００２７】
（閉じ込め関係）
このような周期構造と共鳴する電場強度分布を有するＸ線をクラッドによりコアに閉じ込めることにより、周期性と共鳴する導波モードを形成してＸ線を導波させることができる（周期共鳴導波モード）。一方、本発明のＸ線導波路のコアは無限に続く周期構造ではなく、クラッドに挟まれた有限の厚さをもつ周期性構造体なので、周期共鳴導波モード以外にも、コア全体をある平均的な屈折率をもつ均一な媒質とした場合の導波モード（一様導波モード）が存在する。
【００２８】
この一様導波モードに対し、本発明のＸ線導波路が発現する周期共鳴導波モードは、一様導波モードに比べて損失が少なく、位相がそろったものとなる。クラッドとコアの界面における全反射により、一様導波モード以外に上記の周期共鳴導波モードを形成するために本発明のＸ線導波路は、以下の条件を満たすように設計されている（図１参照）。
【００２９】
クラッドとコアの界面におけるクラッド側の物質の屈折率実部をｎｃｌａｄ、コア側の物質の屈折率実部をｎｃｏｒｅとした場合の、膜の面に平行な方向からの全反射臨界角θｃ−ｔｏｔａｌ（°）は、ｎｃｌａｄ＜ｎｃｏｒｅとして、
【００３０】
【数５】
2014215175.tif 000007
【００３１】
と表される。
【００３２】
またコアをなす周期性構造体の構造周期をｄとした場合、コア中での多重回折の有無に関わらず次のようにブラッグ角θＢ（°）を定義する。
【００３３】
【数６】
2014215175.tif 000008
【００３４】
λはＸ線の波長である。本発明のＸ線導波路を構成している物質の物性パラメータ、導波路の構造パラメータ、およびＸ線の波長は次式を満たす必要がある。
【００３５】
【数７】
2014215175.tif 000009
【００３６】
本発明においては、もう一つの条件が満たされることが必要である。周期構造が、屈折率実部が異なる複数の成分から構成される場合、各成分間の界面におけるＸ線の反射を考慮する必要がある。本発明のＸ線導波路が機能するためには、周期構造に由来する多重反射が起こらなければならない。周期構造を構成する材料の界面で全反射が起こる場合には、例えば１次元周期性構造体に関しては、Ｘ線は、積層構造を形成する材料のうちで最も屈折率の高い成分中に閉じ込められ、多重干渉が阻害される結果、本発明の目的を果たすことができなくなる。言い換えれば、周期構造を構成するユニットがマルチ全反射Ｘ線導波路として機能することになり、従来の平板型導波路と同じ構造になってしまう。従って、コアの周期構造を形成する屈折率実部が異なる成分間の界面における全反射臨界角が、前記ブラッグ角よりも小さいという条件が必要になる。このことは、数式を用いて下記のように表すことができる。コアの周期構造を構成する屈折率実部の異なる成分間での全反射臨界角を角θｃ−ｍｕｌｔｉ（°）とする場合、下記の式が満たされる。
【００３７】
【数８】
2014215175.tif 000010
【００３８】
以上述べたような条件が満たされる場合、クラッドとコアとの界面による全反射により閉じ込められる導波モードを、コア内に局在させることができる。膜に平行な方向から測った有効伝搬角度
【００３９】
【数９】
2014215175.tif 000011
【００４０】
は、導波モードの伝搬方向の波数ベクトル（伝搬定数）ｋｚ、真空中の波数ベクトルｋ０を用いて次式で表される。
【００４１】
【数１０】
2014215175.tif 000012
【００４２】
以上説明したような、本発明のＸ線導波路においては、多重干渉によって規則構造の周期に共鳴する導波モードのＸ線のみを、選択的に低損失で伝搬させることができる。このＸ線は、位相がコアの厚さ全体にわたって揃っている、つまり、空間的にコヒーレントなＸ線となり、導波路の端面から、Ｘ線の波長とコアの構造周期で決定される小さな発散角で出射される。
【００４３】
本発明のＸ線導波路のＸ線を閉じ込める次元は、膜状のコアをクラッドで挟み込んだ１次元のものであっても、導波方向に垂直な断面が円や方形等の形状のコアをクラッドで取り囲んだ２次元であっても構わない。２次元閉じ込め型導波路では、Ｘ線が２次元的に導波路内に閉じ込められることから、１次元閉じ込め型より発散性が抑制され、かつ小さなビームサイズのＸ線ビームを取り出すことができる。
【００４４】
（クラッド材料）
クラッドとコアの界面におけるクラッド側の物質の屈折率実部をｎｃｌａｄ、コア側の屈折率実部をｎｃｏｒｅとした場合の、膜の面に平行な方向からの全反射臨界角θｃ−ｔｏｔａｌ（°）は、ｎｃｌａｄ＜ｎｃｏｒｅとして、式（Ａ）で表される。本発明のＸ線導波路のクラッド材料は、導波路のその他の構造パラメータ、物性パラメータが、式（Ａ）を満たすもので構成することができる。例えば、領域ｂまたはｃとして、構造周期１５ｎｍでＷＯ３とＢ４Ｃが互いに積層した多層膜を用いた場合、Ａｕ、Ｗ、Ｔａなどでクラッドを構成することができる。
【００４５】
このような構成とすることにより、本発明のＸ線導波路は周期性と共鳴し、位相制御され、損失が少ない周期共鳴導波モードを形成して、Ｘ線を導波させることができる。
【００４６】
（コア）
本発明のＸ線導波路は、コアに屈折率実部の異なる複数の物質からなる周期性構造体を用いることを特徴としている。コアが周期構造を有していることにより、導波路中に形成される導波モードが周期構造と共鳴したものとなる。このような異なる屈折率実部の周期構造は、周期数が無限の場合、伝搬定数とＸ線の角周波数との間でフォトニックバンドを形成し、コアの周期性と共鳴する特定のモードのＸ線しかこの構造中には存在できないことになる。
【００４７】
前記周期性構造体は、基本構造が周期的に配列した構造体であり、層状構造を基本構造としてそれらが積層した１次元周期構造、シリンダー状構造を基本構造としてそれらが配列した２次元周期構造、ケージ構造を基本構造としてそれらが配列した３次元周期構造を例示することができる。本発明の導波路内に形成される導波モードは、前記周期性構造体の周期構造の各次元対応した多重反射に起因するものとなる。またこのようなモードは周期性により形成されるもので、Ｘ線の電場分布や電場強度分布の腹と節の位置は、基本構造を構成しているそれぞれの物質領域内の位置に一致する。その際、前記周期性構造体の屈折率実部の大きい物質にＸ線の電場強度が集中する導波モードの伝搬損失が他の導波モードに比べて小さくなり、その導波モードを選択的に取り出すことが可能となる。
【００４８】
本発明における周期性構造体は、結晶とは厳密な意味では異なるが、結晶で定義される結晶方位と同様に前記基本構造の周期的な配置の方向を示すことができる。前記周期性構造体の結晶方位は、結晶と同様にＸ線回折や電子線回折によって計測できる。
【００４９】
図２を用いて、本発明のＸ線導波路の特徴を従来のＸ線導波路と比較して説明する。本発明のＸ線導波路では、コアが領域ａ、ｂおよびｃから構成されており、領域ａが領域ｂおよびｃに挟持されている。また、領域ｂとｃを形成する屈折率実部の異なる複数の成分間の屈折率実部の差が、領域ａで同様に定義される屈折率実部の差よりも大きい（図２ｃ）。コアの周期性構造体が単一である場合（領域ａのみの場合、図２ａ）と比較して、本発明のＸ線導波路の特長を説明する。ここでは、領域ａがＡｌ２Ｏ３とＢ４Ｃで構成され、領域ｂおよびｃがＷＯ３とＢ４Ｃで構成されており、Ｗのクラッドで挟持されているＸ線導波路を例として有限要素法によるシミュレーション実験の結果を用いて説明している。周期性構造体の総周期数は１００で構造周期は１５ｎｍである。ここで用いるシミュレーション実験の手法のほか、従来公知の理論検討やシミュレーション方法を用いて、本発明のＸ線導波路を設計することができる。
【００５０】
図２ｂに、コアが領域ａのみである場合に形成される導波モードの電場強度分布を示す。周期共鳴導波モードと、それに最も近い伝搬角を有して伝搬損失係数が周期共鳴導波モードの次に低い一様導波モード（以下、近接導波モード）が形成する電場強度分布をそれぞれ示しており、電場強度が周期性構造体の屈折率実部の分布に合わせて増減することが確認できる。ただし、両者の電場強度分布の包絡関数は異なっており、周期共鳴導波モードでは、周期性との共鳴によってコア中心に凸部を有する包絡関数を形成する一方、近接導波モードではコアの上下に１つずつの凸部を有する包絡関数を形成している（図２ｂ）。
【００５１】
本発明のＸ線導波路では、周期共鳴導波モードでの電場強度分布の包絡関数の裾に相当する部分（比較的電場が集中しない部分）に、屈折率実部の差の大きい領域ｂおよびｃを、領域ａを挟持して配置する（図２ｃ）。
【００５２】
屈折率実部の差の大きな周期性構造体では、周期性に起因する多重反射の強度が強くなり、より周期性との共鳴効果を得られるため、領域ｂおよびｃに比較的に集中するように変調された包絡関数が、周期共鳴導波モード及び近接導波モードで形成される（図２ｄ）。領域ｂおよびｃは屈折率実部の差を領域ａよりも大きくするために、電子密度の大きな材料（ＷＯ３）を用いている。その平均的な屈折率虚部の絶対値が大きくなり、吸収損失が大きくなる。領域ａのみであるＸ線導波路の場合（図２ｂ）の、電場強度の包絡関数の形状ゆえ、周期共鳴導波モードに比べて近接導波モードの方がより領域ｂおよびｃへ集中するように変調され、結果として両者の伝搬損失係数の差が従来のＸ線導波路よりも大きくなる。
【００５３】
図３は、周期数１００の領域ａの端の部分を領域ｂおよびｃに置き換え、本発明のＸ線導波路を形成した際のシミュレーション実験の結果をまとめたものである。領域ｂおよびｃの周期数は同一とし、その合計のＮをパラメータとしてまとめている。Ｎ＝０は領域ａのみである場合（Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃからなる周期性構造体のみの場合）、Ｎ＝１００は領域ａが完全に領域ｂおよびｃで置換されている場合（ＷＯ３とＢ４Ｃからなる周期性構造体のみの場合）である。周期共鳴導波モードの伝搬損失係数（μＲ）と透過率（ＴＲ）及び近接導波モードの伝搬損失係数（μｐ）と透過率（Ｔｐ）を用いてまとめている。
【００５４】
領域ｂおよびｃで領域ａが置き換えられていくにつれて（Ｎが増大するにつれて）μＲが増大することが確認されるが（図３ａ）、μｐ−μＲの値がＮ＝０の場合よりも大きくなることが確認できる（図３ｂ）。すなわち、周期共鳴導波モードの伝搬損失が大きくなるが、近接導波モードとの伝搬損失の差が大きくなり、従来よりも周期共鳴導波モードの選択透過性能が向上することがわかる。周期性構造体をコアとして用いたＸ線導波路では、周期共鳴導波モードの透過率ＴＲとその選択透過性能ＴＲ／Ｔｐがトレードオフ関係となるため、本明細書中では、周期共鳴導波モードの選択透過性能を下記の式（Ｂ）を用いて評価する。
【００５５】
【数１１】
2014215175.tif 000013
【００５６】
ここで、Ｌは導波路の長さである。この式から、μｐ−μＲの値が大きければＬを短くしても選択透過性能を維持あるいは向上させることができることがわかる。Ｌが短ければ、ＴＲを大きくすることになる。Ｘ線導波路の設計においては、必要となる周期共鳴導波モードの透過率ＴＲを設定し、ＴＲとμＲとμｐ-の関数となる選択透過性能ＴＲ／Ｔｐを算出して評価する。
【００５７】
図３ｃと図３ｄは、それぞれ、ＴＲ＝１０−２とＴＲ＝１０−３と設定した際の、ＴＲ／ＴｐをＮに対して評価した結果である。Ｎ＝５０において、ともにＴＲ／Ｔｐが最大となっており、この条件が本発明のＸ線導波路が設計値として好ましいことがわかる。また、ＴＲ＝１０−３の場合の方が、Ｎ＝０（従来のＸ線導波路）に対するＴＲ／Ｔｐの増大率が大きく、ＴＲを小さくすると、本発明のＸ線導波路の周期共鳴導波モードの選択透過性能が顕著になることがわかる。これは式（Ｂ）からもわかる。
【００５８】
また、本発明のＸ線導波路の領域ｂを構成する２つの基本構造をｓ、ｔとした時に、クラッドと接触している基本構造ｓの屈折率実部が、前記基本構造ｔの屈折率実部よりも小さく、かつ領域ｃを構成する２つの基本構造をｕ、ｖとした時に、クラッドと接触している基本構造ｕの屈折率実部が、前記基本構造ｖの屈折率実部よりも小さいことが好ましい。
【００５９】
（周期性構造体の材料）
本発明のＸ線導波路のコアに用いられる周期性構造体は、前述の本発明の導波路の構成を満たす限り、特に限定はされない。スパッタや蒸着法によって作製される多層膜や、フォトリソグラフィーや電子ビームリソグラフィー、エッチングプロセス、積層や貼り合わせ、などといった従来の半導体プロセスによって作製される周期性構造体等を用いることができる。また、自己集合によって形成されるメソ構造体膜やメソポーラス材料膜を前記コアの周期性構造体として用いることができる。これらは２次元以上の周期性構造体を利用する上で、これらはほぼ唯一の材料であると言っていい。上記の半導体プロセスでは、数十ｎｍ程度の周期の２次元以上の周期性構造体を形成することは、ほぼ不可能であるためである。また、周期性構造体を構成する物質に酸化物を用いることによって、酸化劣化を防ぐことができる。
【００６０】
コアの材料の屈折率の違いが、導波モードの変調のギャップ間隔依存性に寄与するため、必要とする導波路特性に応じて、適宜、コアの材料の屈折率を選定することができる。
【００６１】
（湾曲Ｘ線導波路）
本発明のＸ線導波路の他の実施態様として、コアおよびクラッドが湾曲部を有しており、前記コアが有する湾曲部が前記領域ａ、前記領域ｂ、および前記領域ｃの各々の少なくとも一部で構成され、前記領域ａの少なくとも一部、前記領域ｂの少なくとも一部、および前記領域ｃの少なくとも一部のうちの結晶方位が、Ｘ線の伝搬方向に沿って連続的に変化していることを含むことを特徴とする湾曲Ｘ線導波路が挙げられる。
【００６２】
また、導波路を構成する前記コア、及び前記クラッドの形状が湾曲している部分を含むＸ線導波路において、前記２つのクラッドのうちの一方と前記コアとの界面の曲率半径を規定する円Ｏの中心を原点とし、前記界面から円Ｏの外部へ向かう法線方向にｙ軸を定義した場合に、ｙを大きくする方向に、前記領域ａ、前記領域ｂ、前記領域ｃがこの順に配置されていて、
前記領域ａの屈折率実部の差と前記領域ｃ屈折率実部の差が同一であり、
前記領域ｂの屈折率実部の差が前記領域ａの屈折率実部の差よりも大きく、
前記領域ｂの屈折率実部の差が、前記領域ｃの屈折率実部の差よりも大きいことを特徴とする湾曲Ｘ線導波路が好ましい。
【００６３】
本発明のＸ線導波路では、図４ａのように湾曲した形状の部分を有するＸ線導波路（湾曲Ｘ線導波路）にすることで、更なる周期共鳴導波モードの選択透過性能の向上が可能となる。本発明の湾曲Ｘ線導波路では、図４ｂのような座標系で、その曲率半径等を定義する。コアとそれを挟持する２つのクラッドを考え、コアと一方のクラッドとの界面の曲率半径を規定する円Ｏの中心を原点とし、該界面から円Ｏの外部へ向かう法線方向にｙ軸を定義する。ｙ軸上にコアと一方のクラッドとの界面のｙ座標＝ｙ０よりも大きいｙ座標＝ｙ１にコアと他方のクラッドの界面が位置する。湾曲Ｘ線導波路の曲率半径Ｒは、円Ｏの半径としてｙ０となる。図４ｂにおいて、ｒは円柱座標系における軸のひとつ、θは円柱座標系における軸のひとつ、ｚは円柱座標系及び直交座標系における軸のひとつ、ｘは直交座標系における軸のひとつを表す。
【００６４】
このようなＸ線導波路においては、コアを形成する領域ａ、ｂおよびｃを形成する、屈折率実部の異なる物質から成る基本構造の周期的な配置が形成する上述の結晶方位のうち少なくともひとつがＸ線の伝搬方向に沿って連続的に変化していることによって、導波路を構成するコア、及びクラッドの形状が湾曲している部分が形成されている。結晶方位とは、周期性構造体中でその複数の基本構造が周期的に配置されている方向を表す。
【００６５】
本発明における、導波路を構成する前記コア、及び前記クラッドの形状が湾曲している部分を含むＸ線導波路において、ｙの値を大きくするにつれて領域ｃ、領域ａ、領域ｂの順に配置されていて、領域ａと領域ｃの前記屈折率実部の差が同一で、かつ領域ｂの前記屈折率実部の差が領域ａ及び領域ｃの前記屈折率実部の差よりも大きい場合に、特に顕著である。
【００６６】
本発明の湾曲Ｘ線導波路のように、湾曲した光学素子を考える場合、円柱座標系（ｒθｚ座標系）を用いて考えることが便利である。円柱座標系から直交座標系（ｘｙｚ座標系）に変換して、さらに近似すると、湾曲Ｘ線導波路は、直交座標系において、屈折率（複素屈折率）ｎ（ｙ）が直交座標系のｙ軸に沿って、以下の式（Ｃ）に従って変調された湾曲していないＸ線導波路と同義となる。
【００６７】
【数１２】
2014215175.tif 000014
【００６８】
図２と同様に、図５に、領域ａのみのコアの湾曲Ｘ線導波路と、本発明の湾曲Ｘ線導波路の比較を示す。図の縦軸の上がｙ軸の正の方向となる。ここでは、領域ａおよびｃがＡｌ２Ｏ３とＢ４Ｃで構成され、領域ｂがＷＯ３とＢ４Ｃで構成されており、Ｗのクラッドで挟持されているＸ線導波路を例として有限要素法によるシミュレーション実験の結果を用いて説明している。曲率半径を５．０ｍとし、周期性構造体の総周期数は１００で構造周期は１５ｎｍである。領域ｂの屈折率実部の異なる複数の成分間の屈折率実部の差が、領域ａで同様に定義される屈折率実部の差よりも大きく、一方で、領域ｃの該屈折率実部の差は領域ａと同じとなっている。領域ａのみの湾曲Ｘ線導波路（図５ａ）本発明のＸ線導波路（図５ｃ）の屈折率実部は式（Ｃ）に従って変調された屈折率実部を示しており、図の下から上に向かって徐々に大きくなるトレンドを有している。
【００６９】
図５ｂ及び図５ｄは、図５ａ及び図５ｃの構成のＸ線導波路内に形成される周期共鳴導波モード及び近接導波モードの電場強度分布を示している。領域ａのみのコアの場合には、図２ｂの湾曲していないＸ線導波路に比べて、Ｘ線導波路が湾曲していることによってｙ座標の小さい方向に周期共鳴導波モードの電場強度分布の包絡関数がシフトしているに対し、近接導波モードの該包絡関数はｙ座標の大きい方向にシフトしている。よって、図５ｃに示す様に、コアのうち、比較的ｙ座標の大きい部分に、屈折率実部の差がより大きい領域ｂを配置し、一方で領域ｃの屈折率実部の差は、領域ａと同様の構成としている。
【００７０】
このように周期性構造体を配置することによって、図４ｄに示すとおり、周期共鳴導波モードに比べて、近接導波モードの方が電場強度の包絡関数が、電子密度が高くＸ線の損失の大きい領域ｂの方にシフトすることになる。その結果、領域ａのみの構成のＸ線導波路に比べて、周期共鳴導波モードと近接導波モードの伝搬損失係数の差が顕著になる。
【００７１】
図６は、周期数１００の領域ａのｙ座標が大きい部分を領域ｂに置き換え、本発明のＸ線導波路を形成した際のシミュレーション実験の結果をまとめたものである。ここでは、領域ｃは領域ａと同一の構成としている。領域ｂの周期数Ｎ及び曲率半径Ｒをパラメータとし、図３の説明と同様の変数、及び評価方法でまとめている。Ｎ＝０は領域ａのみである場合（Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃからなる周期性構造体のみの場合）、Ｎ＝１００は領域ａが完全に領域ｂで構成されている場合（ＷＯ３とＢ４Ｃからなる周期性構造体のみの場合）である。図６ａ及び図６ｂは、それぞれ、ＴＲ＝１０−２とＴＲ＝１０−３と設定した際の、式（Ｂ）から計算したＴＲ／ＴｐをＮ及びＲに対して評価した結果の等高線図である。図３の湾曲していない本発明のＸ線導波路に比べて、より選択透過性能が向上していることがわかる。このようにシミュレーション実験の結果をもとに、本発明のＸ線導波路の設計値を決定することができる。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００７３】
（実施例１）
本実施例は、クラッドにタングステン、領域ａにＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜、領域ｂおよびｃにＢ４ＣとＷＯ３からなる多層膜を用いた本発明のＸ線導波路の例である。
【００７４】
本実施例のＸ線導波路の作製方法は、スパッタ法による以下のような工程が挙げられる。
【００７５】
（ａ）クラッドの形成
Ｓｉ基板上にマグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【００７６】
（ｂ）コアの形成
マグネトロンスパッタリングによってＷＯ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｃを作製する。ＷＯ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとする。ＷＯ３とＢ４Ｃは、それぞれ２５層と２５層形成する。
【００７７】
続けて、マグネトロンスパッタリングによってＡｌ２Ｏ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ａを作製する。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとする。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃは、それぞれ５０層と５０層形成する。
【００７８】
続けて、マグネトロンスパッタリングによってＷＯ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｂを作製する。ＷＯ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとする。ＷＯ３とＢ４Ｃは、それぞれ２６層と２５層形成する。
【００７９】
（ｃ）クラッドの形成
コアの上に、マグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【００８０】
（ｄ）導波路長の決定
導波路長が３．４ｍｍになるように、ダイシング装置を用いて上記のＳｉ基板上に形成されたＸ線導波路をＳｉ基板と共に切断する。
【００８１】
得られるＸ線導波路は、コアがクラッドにより挟まれた形となっており、コアとクラッドの界面での全反射によりＸ線をコアに閉じ込めるものである。この構成によれば、コアである多層膜の周期と、それをなす物質の屈折率実部の関係が
θＢ＜θｃ−ｔｏｔａｌ及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＜θＢ
を満たしている。例えば、８ｋｅＶのＸ線に対して、θｃ−ｔｏｔａｌ＝０．４３１°（ＷＯ３とタングステンの界面の全反射臨界角）、θＢ＝０．２９６°及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＝０．２６８°（ＷＯ３とＢ４Ｃの界面の全反射臨界角）であり、Ｘ線はクラッドおよびとコアとの界面における全反射によりコア中に閉じ込められ、周期共鳴導波モードを形成することができる。
【００８２】
Ｘ線（エネルギー：８ｋｅＶ）を前記Ｘ線導波路の端部から入射し、導波路終端部から出射される出射Ｘ線が導波路の後方（カメラ長：１５００ｍｍ）で形成する干渉パターンをＸ線２次元検出器で測定する。導波モードの伝搬角に相当するＸ線入射角を徐々に変えて、その際に透過Ｘ線強度の積算値を取得する。
【００８３】
図７ａに後述の比較例１と本実施例１の対比させた結果を示す。従来のＸ線導波路に比べて、周期共鳴導波モードによる透過Ｘ線強度のピークがシャープになっており、選択透過性能が向上していることがわかる。
【００８４】
（実施例２）
本実施例は、クラッドにタングステン、領域ａにＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜、領域ｂにＢ４ＣとＷＯ３からなる多層膜、領域ｃにＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜を用いた本発明のＸ線導波路の例である。領域ａと領域ｃは同一の構成であり、区別しない。
【００８５】
本実施例のＸ線導波路の作製方法は、スパッタ法による以下のような工程が挙げられる。
【００８６】
（ａ）クラッドの形成
Ｓｉ基板上にマグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【００８７】
（ｂ）コアの形成
マグネトロンスパッタリングによってＡｌ２Ｏ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｃ及びａを作製する。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部の層はＡｌ２Ｏ３とする。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃは、それぞれ９０層と９０層形成する。
【００８８】
続けて、マグネトロンスパッタリングによってＷＯ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｂを作製する。ＷＯ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部、及び最上部の層はＷＯ３とする。ＷＯ３とＢ４Ｃは、それぞれ１１層と１０層形成する。
【００８９】
（ｃ）クラッドの形成
コアの上に、マグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【００９０】
（ｄ）導波路長の決定
導波路長が４．９ｍｍになるように、ダイシング装置を用いて上記のＳｉ基板上に形成されたＸ線導波路をＳｉ基板と共に切断する。
【００９１】
得られるＸ線導波路は、コアがクラッドにより挟まれた形となっており、コアとクラッドの界面での全反射によりＸ線をコアに閉じ込めるものである。この構成によれば、コアである多層膜の周期と、それをなす物質の屈折率実部の関係が
θＢ＜θｃ−ｔｏｔａｌ及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＜θＢ
を満たしている。例えば、８ｋｅＶのＸ線に対して、θｃ−ｔｏｔａｌ＝０．４３１°（ＷＯ３とタングステンの界面の全反射臨界角）、θＢ＝０．２９６°及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＝０．２６８°（ＷＯ３とＢ４Ｃの界面の全反射臨界角）であり、Ｘ線はクラッドおよびとコアとの界面における全反射によりコア中に閉じ込められ、周期共鳴導波モードを形成することができる。
【００９２】
Ｘ線（エネルギー：８ｋｅＶ）を前記Ｘ線導波路の端部から入射し、導波路終端部から出射される出射Ｘ線が導波路の後方（カメラ長：１５００ｍｍ）で形成する干渉パターンをＸ線２次元検出器で測定する。導波モードの伝搬角に相当するＸ線入射角を徐々に変えて、その際に透過Ｘ線強度の積算値を取得する。
【００９３】
図７ｂに後述の比較例１と本実施例２の対比させた結果を示す。従来のＸ線導波路に比べて、周期共鳴導波モードによる透過Ｘ線強度のピークがシャープになっており、選択透過性能が向上していることがわかる。
【００９４】
（実施例３）
本実施例は、クラッドにタングステン、領域ａにＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜、領域ｂおよびｃにＢ４ＣとＷＯ３からなる多層膜を用いた本発明の湾曲Ｘ線導波路の例である。
【００９５】
本実施例のＸ線導波路の作製方法は、スパッタ法による以下のような工程が挙げられる。
【００９６】
（ａ）クラッドの形成
曲率半径Ｒが０．５ｍのガラス基板の凸面上にマグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【００９７】
（ｂ）コアの形成
マグネトロンスパッタリングによってＷＯ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｃを作製する。ＷＯ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部の層はＷＯ３とする。ＷＯ３とＢ４Ｃは、それぞれ５層と５層形成する。
【００９８】
続けて、マグネトロンスパッタリングによってＡｌ２Ｏ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ａを作製する。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部の層はＡｌ２Ｏ３とする。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃは、それぞれ９０層と９０層形成する。
【００９９】
続けて、マグネトロンスパッタリングによってＷＯ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｂを作製する。ＷＯ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部、及び最上部の層はＷＯ３とする。ＷＯ３とＢ４Ｃは、それぞれ６層と５層形成する。
【０１００】
（ｃ）クラッドの形成
コアの上に、マグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【０１０１】
（ｄ）導波路長の決定
導波路長が４．８ｍｍになるように、ダイシング装置を用いて上記のガラス基板上に形成されたＸ線導波路をガラス基板と共に切断する。
【０１０２】
得られるＸ線導波路は、コアがクラッドにより挟まれた形となっており、コアとクラッドの界面での全反射によりＸ線をコアに閉じ込めるものである。この構成によれば、コアである多層膜の周期と、それをなす物質の屈折率実部の関係が
θＢ＜θｃ−ｔｏｔａｌ及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＜θＢ
を満たしている。例えば、８ｋｅＶのＸ線に対して、θｃ−ｔｏｔａｌ＝０．４３１°（ＷＯ３とタングステンの界面の全反射臨界角）、θＢ＝０．２９６°及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＝０．２６８°（ＷＯ３とＢ４Ｃの界面の全反射臨界角）であり、Ｘ線はクラッドおよびとコアとの界面における全反射によりコア中に閉じ込められ、周期共鳴導波モードを形成することができる。
【０１０３】
Ｘ線（エネルギー：８ｋｅＶ）を前記Ｘ線導波路の端部から入射し、導波路終端部から出射される出射Ｘ線が導波路の後方（カメラ長：１５００ｍｍ）で形成する干渉パターンをＸ線２次元検出器で測定する。導波モードの伝搬角に相当するＸ線入射角を徐々に変えて、その際に透過Ｘ線強度の積算値を取得する。
【０１０４】
図７ｃに後述の比較例１と本実施例３の対比させた結果を示す。従来のＸ線導波路に比べて、周期共鳴導波モードによる透過Ｘ線強度のピークがシャープになっており、選択透過性能が向上していることがわかる。
【０１０５】
（実施例４）
本実施例は、クラッドにタングステン、領域ａにＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜、領域ｂにＢ４ＣとＷＯ３からなる多層膜、領域ｃにＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜を用いた本発明のＸ線導波路の例である。領域ａと領域ｃは同一の構成であり、区別しない。
【０１０６】
本実施例のＸ線導波路の作製方法は、スパッタ法による以下のような工程が挙げられる。
【０１０７】
（ａ）クラッドの形成
曲率半径が５．０ｍのガラス基板の凸面上にマグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【０１０８】
（ｂ）コアの形成
マグネトロンスパッタリングによってＡｌ２Ｏ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｃ及びａを作製する。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部の層はＡｌ２Ｏ３とする。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃは、それぞれ６０層と６０層形成する。
【０１０９】
続けて、マグネトロンスパッタリングによってＷＯ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ｂを作製する。ＷＯ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部、及び最上部の層はＷＯ３とする。ＷＯ３とＢ４Ｃは、それぞれ４１層と４０層形成する。
【０１１０】
（ｃ）クラッドの形成
コアの上に、マグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【０１１１】
（ｄ）導波路長の決定
導波路長が４．４ｍｍになるように、ダイシング装置を用いて上記のガラス基板上に形成されたＸ線導波路をガラス基板と共に切断する。
【０１１２】
得られるＸ線導波路は、コアがクラッドにより挟まれた形となっており、コアとクラッドの界面での全反射によりＸ線をコアに閉じ込めるものである。この構成によれば、コアである多層膜の周期と、それをなす物質の屈折率実部の関係が
θＢ＜θｃ−ｔｏｔａｌ及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＜θＢ
を満たしている。例えば、８ｋｅＶのＸ線に対して、θｃ−ｔｏｔａｌ＝０．４３１°（ＷＯ３とタングステンの界面の全反射臨界角）、θＢ＝０．２９６°及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＝０．２６８°（ＷＯ３とＢ４Ｃの界面の全反射臨界角）であり、Ｘ線はクラッドおよびとコアとの界面における全反射によりコア中に閉じ込められ、周期共鳴導波モードを形成することができる。
【０１１３】
Ｘ線（エネルギー：８ｋｅＶ）を前記Ｘ線導波路の端部から入射し、導波路終端部から出射される出射Ｘ線が導波路の後方（カメラ長：１５００ｍｍ）で形成する干渉パターンをＸ線２次元検出器で測定する。導波モードの伝搬角に相当するＸ線入射角を徐々に変えて、その際に透過Ｘ線強度の積算値を取得する。
【０１１４】
図７ｄに後述の比較例１と本実施例４の対比させた結果を示す。従来のＸ線導波路に比べて、周期共鳴導波モードによる透過Ｘ線強度のピークがシャープになっており、選択透過性能が向上していることがわかる。また、他の実施例に比べても選択透過性能が高く、本発明の湾曲Ｘ線導波路を適切に設計することが選択透過性能向上に有効であることがわかる。
【０１１５】
（比較例１）
本比較例は、クラッドにタングステン、コアがＢ４ＣとＡｌ２Ｏ３からなる多層膜（領域ａ）のみで構成された従来のＸ線導波路の例である。
【０１１６】
本比較例のＸ線導波路の作製方法は、スパッタ法による以下のような工程が挙げられる。
【０１１７】
（ａ）クラッドの形成
Ｓｉ基板上にマグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【０１１８】
（ｂ）コアの形成
マグネトロンスパッタリングによってＡｌ２Ｏ３、Ｂ４Ｃの順に交互に成膜して領域ａを作製する。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃの厚さは、それぞれ２．０ｎｍと１３．０ｎｍとし、多層膜の最下部、及び最上部の層はＡｌ２Ｏ３とする。Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃは、それぞれ１０１層と１００層形成する。
【０１１９】
（ｃ）クラッドの形成
コアの上に、マグネトロンスパッタリングによってタングステンを３０ｎｍの厚さで形成する。
【０１２０】
（ｄ）導波路長の決定
導波路長が５．４ｍｍになるように、ダイシング装置を用いて上記のＳｉ基板上に形成されたＸ線導波路をＳｉ基板と共に切断する。
【０１２１】
得られるＸ線導波路は、コアがクラッドにより挟まれた形となっており、コアとクラッドの界面での全反射によりＸ線をコアに閉じ込めるものである。この構成によれば、コアである多層膜の周期と、それをなす物質の屈折率実部の関係が
θＢ＜θｃ−ｔｏｔａｌ及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＜θＢ
を満たしている。例えば、８ｋｅＶのＸ線に対して、θｃ−ｔｏｔａｌ＝０．４７４°（Ａｌ２Ｏ３とタングステンの界面の全反射臨界角）、θＢ＝０．２９６°及びθｃ−ｍｕｌｔｉ＝０．１８２°（Ａｌ２Ｏ３とＢ４Ｃの界面の全反射臨界角）であり、Ｘ線はクラッドおよびとコアとの界面における全反射によりコア中に閉じ込められ、周期共鳴導波モードを形成することができる。
【０１２２】
Ｘ線（エネルギー：８ｋｅＶ）を前記Ｘ線導波路の端部から入射し、導波路終端部から出射される出射Ｘ線が導波路の後方（カメラ長：１５００ｍｍ）で形成する干渉パターンをＸ線２次元検出器で測定する。導波モードの伝搬角に相当するＸ線入射角を徐々に変えて、その際に透過Ｘ線強度の積算値を取得する。
【０１２３】
図７に実施例との対比として比較例１の結果を示す。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明にかかるＸ線導波路は、位相の揃ったＸ線ビームを提供することが可能となり、さらにその透過率などの導波特性を調整することができ、Ｘ線を用いた分析技術やイメージング手法等で有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０１  コア
１０２  クラッド
１０３  領域ａ
１０４  領域ｂ
１０５  領域ｃ
【図１】
2014215175.tif 000015
【図２】
2014215175.tif 000016
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014215175.tif 000020
【図７】
2014215175.tif 000021