(57)【要約】【課題】ポリキャピラリＸ線レンズを備える分光器において、光学条件を変えることなく焦点位置の位置調整を行うこと。【解決手段】試料１０の分析点から放出された二次Ｘ線を分光する微小部分析用Ｘ線分光器であって、光学系は、分光素子３、及び分析点から放出された二次Ｘ線を分光素子３に入射させるポリキャピラリＸ線レンズ２を備え、ポリキャピラリＸ線レンズ２及び分光素子３は、ポリキャピラリＸ線レンズ２の出射光の分光素子３に対する入射角が所定角度となるように相互の位置関係を固定し、分析点の位置に対して一体で直線又は傾斜移動可能とする構成とする。分光器の光学系においてポリキャピラリＸ線レンズ２の位置を固定し、このポリキャピラリＸ線レンズ２を含む光学系全体を試料１０に対して位置合わせすることにより、光学系の光学条件を変えることなく、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置を分析位置に対して位置調整する。【選択図】  図１
2004294168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の分析点から放出された二次Ｘ線を分光する微小部分析用Ｘ線分光器であって、
分光素子、及び分析点から放出された二次Ｘ線を前記分光素子に入射させるポリキャピラリＸ線レンズを含む光学系を備え、
前記ポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子は、ポリキャピラリＸ線レンズの出射光の分光素子に対する入射角が所定角度となるように相互の位置関係を固定すると共に、
前記ポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子は、分析点位置に対して一体で直線又は傾斜移動可能とすることを特徴とする、微小部分析用Ｘ線分光器。
【請求項２】
前記ポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子の相互の位置関係を固定して保持するベース部と、
試料を配置する測定部と、
前記測定部に対して前記ベース部を直線又は傾斜移動する微調整部とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の微小部分析用Ｘ線分光器。
【請求項３】
前記ベース部は分光器本体に固定され、
前記微調整部は、前記分光器本体を前記測定部に対して直線又は傾斜移動可能に連結することにより、測定部に対するベース部の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２に記載の微小部分析用Ｘ線分光器。
【請求項４】
前記測定部は分光器本体に固定され、
前記微調整部は、前記ベース部を分光器本体及び測定部に対して直線又は傾斜移動可能に連結することにより、測定部に対するベース部の位置調整を行うことを特徴とする、請求項２に記載の微小部分析用Ｘ線分光器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光Ｘ線分析装置、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）等に用いられるＸ線分光器等、微小部の分析に適した微小部分析用Ｘ線分光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蛍光Ｘ線分析装置、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）等では、試料上の微小部から放出された二次Ｘ線を分析するために微小部分析用Ｘ線分光器を備えている。
【０００３】
このような微小部分析用Ｘ線分光器として、従来、例えばソーラーユニットを備えた分光器や湾曲結晶を用いた分光器が用いられている。
【０００４】
図６はソーラーユニットを備えた分光器の一構成例である。この構成例では、Ｘ線や電子線を照射することにより試料１００から放出された二次Ｘ線をソーラーユニット１０２ａに通して得られる平行ビームを分光素子１０３に入射し、分光素子１０３で分光した二次Ｘ線をソーラーユニット１０ｂに通し、検出器１０４で検出する。
【０００５】
また、図７は湾曲結晶を備えた分光器の一構成例である。この構成例では、Ｘ線や電子線を照射することにより試料１００から放出された二次Ｘ線を湾曲結晶１１２に入射させ、湾曲結晶１１２で分光した二次Ｘ線を検出器１１４で検出する。
【０００６】
また、近年、上記したソーラーユニットを備えた分光器や湾曲結晶を用いた分光器に加えて、点焦点から出た二次Ｘ線を平行ビームに変換するレンズ作用を持つポリキャピラリＸ線レンズを備えた分光器も用いられようとしている。ポリキャピラリＸ線レンズは、複数のキャピラリを束ね、一方の端部の径を絞ることによりレンズを構成するものである。ポリキャピラリＸ線レンズは、入射したＸ線を焦点位置に集光する他、入射と出射の関係を逆にすることにより、焦点位置から入射したＸ線を平行ビームとして出射することができる。
【０００７】
図８はポリキャピラリＸ線レンズを備えた分光器の一構成例であり、図９はこの構成例の焦点位置調整を説明するための概略図である。この構成例では、Ｘ線や電子線を照射することにより試料１００から放出された二次Ｘ線をポリキャピラリＸ線レンズ１２２に通すことにより平行ビームとして分光素子１２３に入射させ、分光素子１２３で分光した二次Ｘ線を検出器１２４で検出する。
【０００８】
このポリキャピラリＸ線レンズを用いた分光器では、ポリキャピラリＸ線レンズの入射側の焦点位置Ｂを、Ｘ線や電子線が照射されて励起される分析位置Ａに位置を合わせる必要がある。従来、このポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置Ａの分析位置Ｂへの位置合わせは、ポリキャピラリＸ線レンズの傾きを調整したり、ポリキャピラリＸ線レンズを移動させることにより行っている。
【０００９】
図９はこの位置合わせを説明する図であり、ポリキャピラリＸ線レンズ１２２を傾斜調整や（図中の矢印Ｃ）、直線移動による調整（図中の矢印Ｄ）により、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置Ｂを分析位置Ａに位置合わせを行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図９で説明したように、ポリキャピラリＸ線レンズの傾きや直線移動によって焦点位置の調整を行うと、ポリキャピラリＸ線レンズで変換された二次Ｘ線の分光素子に対する入射角も変化する。これにより光学条件が変わるため、分光素子の角度も調整する必要がある。
【００１１】
図９において、調整前の状態を実線で示し、調整後の状態を破線で示している。ポリキャピラリＸ線レンズ１２２を傾斜させたり直線移動させると、分光素子１２３に対する二次Ｘ線の入射角度はθＢからθＡに変化する。二次Ｘ線の分光素子に対する入射角度が変化すると、分光素子１２３で分光される波長が変化するため、所定の分光波長を得るには、分光素子１２３の角度も調整しなければならない（図中の矢印Ｅ）。そのため、ポリキャピラリＸ線レンズを備える構成の分光器では、ポリキャピラリＸ線レンズの調整による焦点位置の位置調整と共に、分光素子の光学条件調整も行う必要があり、調整の操作が複雑になり、また、調整時間も長くなるという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、ポリキャピラリＸ線レンズを備える分光器において、光学条件を変えることなく焦点位置の位置調整を行うことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリキャピラリＸ線レンズを備える分光器において、分光器の光学系においてポリキャピラリＸ線レンズの位置を固定し、このポリキャピラリＸ線レンズを含む光学系全体を試料に対して位置合わせすることにより、光学系の光学条件を変えることなく、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置を分析位置に対して位置調整するものである。
【００１４】
本発明の微小部分析用Ｘ線分光器は、試料の分析点から放出された二次Ｘ線を分光する微小部分析用Ｘ線分光器であって、分光素子、及び分析点から放出された二次Ｘ線を分光素子に入射させるポリキャピラリＸ線レンズを含む光学系を備え、ポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子は、ポリキャピラリＸ線レンズの出射光の分光素子に対する入射角が所定角度となるように相互の位置関係を固定し、分析点の位置に対して一体で直線又は傾斜移動可能とする構成とする。
【００１５】
この構成によれば、ポリキャピラリＸ線レンズと分光素子との位置関係は常に一定に保持されるため、ポリキャピラリＸ線レンズと分光素子とを一体で直線又は傾斜移動させするだけで、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置を分析点位置に位置合わせることができ、ポリキャピラリＸ線レンズの傾き調整や、分光素子の角度調整を不要とすることができる。
【００１６】
ポリキャピラリＸ線レンズの出射光の分光素子に対する入射角が所定角度となるように相互の位置関係を固定し、分析点の位置に対して一体で直線又は傾斜移動可能とするための構成の態様として、本発明はポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子の相互の位置関係を固定して保持するベース部と、試料を配置する測定部と、測定部に対してベース部を直線又は傾斜移動する微調整部を備える。
【００１７】
ベース部に対してポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子の相互の位置関係を固定して保持させることで、ポリキャピラリＸ線レンズの出射光の分光素子に対する入射角を常に所定角度に保持すると共に、一体で移動させることができる。微調整部は、ベース部を測定部に対して直線又は傾斜移動する。これにより、ポリキャピラリＸ線レンズ及び分光素子は位置関係を保持した状態のまま、測定部内に配置される試料に対して位置を調整することができ、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置を試料の分析点位置に位置合わせすることができる。
【００１８】
微調整部の第１の形態は、ベース部を分光器本体に固定し、このベース部及び分光器本体を測定部に対して直線又は傾斜移動可能に連結する構成であり、測定部に対して分光器本体と共にベース部の位置調整を行うことにより、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置を試料上の分析点位置に位置合わせする。
【００１９】
また、微調整部の第２の形態は、測定部を分光器本体に固定し、ベース部を分光器本体及び測定部に対して直線又は傾斜移動可能に連結する構成であり、分光器本体及び測定部に対してベース部の位置調整を行うことにより、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置を試料上の分析点位置に位置合わせする。
【００２０】
本発明の構成によれば、ポリキャピラリＸ線レンズの直線又は傾斜移動のみにより、ポリキャピラリＸ線レンズの焦点位置を分析点位置に位置合わせすることができる。また、ポリキャピラリＸ線レンズの位置の調整において、ポリキャピラリＸ線レンズと分光素子との位置関係は固定しているため、分光素子に対する二次Ｘ線の入射角度は不変であり、位置調整の度に分光素子の角度調整を行う必要がない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の微小部分析用Ｘ線分光器の第１の構成例を説明するための概略図であり、図２，３は第１の構成例の微調整部による調整動作を説明するための概略図である。
【００２２】
分光器１は、Ｘ線や電子線を試料１０の分析点に照射することにより、分析点で励起されて放出された二次Ｘ線を平行ビームに変換するポリキャピラリＸ線レンズ２と、ポリキャピラリＸ線レンズ２から入射された二次Ｘ線を分光する分光素子３と、この分光素子３で分光された波長成分を検出する検出器４とを含む光学系をベース部５上に備える。
【００２３】
図１に示す第１の構成例では、このベース部５を分光器本体６に設置し、試料１０を内部に配置する。この分光器本体６は、Ｘ線や電子線を照射して二次Ｘ線を放出させる測定部１１に対し、微調整部７により直線又は傾斜移動可能に連結される。
【００２４】
測定部１１において、図示しない線源からＸ線あるいは電子線を試料１０上の分析点に照射すると、分析点ではこの照射による励起により二次Ｘ線が放出される。ポリキャピラリＸ線レンズ２は、放出された二次Ｘ線を平行ビームに変換し分光素子３に入射する。分光素子３は入射された二次Ｘ線を分光し、検出器４は分光された波長を検出する。
【００２５】
微調整部７は、測定部１１に対して分光器本体６を直線又は傾斜移動させることにより、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置を分析点の位置に位置合わせする。
【００２６】
図２は微調整部７による位置合わせの一動作例を示している。図２において、微調整部７は、測定室１１に対して分光器本体６の位置を直線又は傾斜移動して調整する機構であり、測定室１１と分光器本体６との間を可変形部材８で連結し、図示しない駆動機構により直線又は傾斜移動を行う。
【００２７】
図２，３において、当初、ポリキャピラリＸ線レンズ２及び分光素子３は測定部１１に対して図中の実線で示す位置にあるとする。実線で示す位置では、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置Ｂは、測定部１１内に配置した試料１０の分析点の位置Ａからずれている。このとき、ポリキャピラリＸ線レンズ２により平行ビームに変換された二次Ｘ線は、分光素子３の入射位置ｂに、入射角度θで入射する。
【００２８】
上記の状態から、この試料１０上の分析点の位置Ａに対してポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置Ｂを位置合わせするには、微調整部７により分光器本体６を直線移動（図中の矢印）させる。微調整部７により分光器本体６を直線移動（図中の矢印）させると、ポリキャピラリＸ線レンズ２を含む光学系を載せたベース部５は測定部１１の試料１に対して直線移動し、これにより、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置Ｂは分析点位置Ａに位置合わせされる。図中の破線は、位置合わせした状態を示している。
【００２９】
ポリキャピラリＸ線レンズ２と分光素子３との位置関係はベース部５上で固定されているため、位置合わせ後において、ポリキャピラリＸ線レンズ２で変換された平行ビームが分光素子３に入射する入射位置ａは、移動前の入射位置ｂと分光素子３上において同じ位置となり、入射角度も同じ角度θである。したがって、位置合わせにより光学系が変化することはない。
【００３０】
上記のように、この構成例によれば、微調整部７により分光器本体６を測定部１１に対して直線移動するだけで、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置を試料上の分析点の位置に位置合わせすることができる。
【００３１】
なお、図２は微調整部７により分光器本体６を測定部１１に対して水平方向（図２中の矢印方向）に直線移動する例を示し、図３は微調整部７により分光器本体６をポリキャピラリＸ線レンズ２に長さ方向と直交する方向に直線移動する例を示している。微調整部７による直線移動の移動方向は、上記の例に限らず任意の方向とすることができる。又、直線移動に限らず傾斜移動させることによる調整も可能である。
【００３２】
図４は本発明の微小部分析用Ｘ線分光器の第２の構成例を説明するための概略図であり、図５は第２の構成例の微調整部による調整動作を説明するための概略図である。
【００３３】
図４に示す第２の構成例では、分光器本体６を測定部１１に結合すると共に、ベース部５を分光器本体６及び測定部１１に対して微調整部７により直線又は傾斜移動可能とする。
【００３４】
微調整部７は、測定部１１及び分光器本体６に対してベース部５を直線又は傾斜移動させることにより、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置を分析点の位置に位置合わせする。
【００３５】
図５は微調整部７による位置合わせの一動作例を示している。図５において、微調整部７は、測定室１１及び分光器本体５に対してベース部５の位置を直線又は傾斜移動して調整する機構であり、測定室１１又は分光器本体６とのベース部５との間を可変形部材８で連結し、図示しない駆動機構により直線又は傾斜移動を可能としている。
【００３６】
図５において、当初、ポリキャピラリＸ線レンズ２及び分光素子３は測定部１１に対して図中の実線で示す位置にあるとする。実線で示す位置では、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置Ｂは、測定部１１内に配置した試料１０の分析点の位置Ａからずれている。このとき、ポリキャピラリＸ線レンズ２により平行ビームに変換された二次Ｘ線は分光素子３の入射位置ｂにあり、入射角度θで入射する。
【００３７】
上記の状態から、この試料１０上の分析点の位置Ａに対してポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置Ｂを位置合わせするには、微調整部７によりベース部５を直線移動（図中の矢印）させる。微調整部７によりベース部５を直線移動（図中の矢印）させると、ポリキャピラリＸ線レンズ２を含む光学系は測定部１１の試料１に対して直線移動し、これにより、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置Ｂは分析点位置Ａに位置合わせされる。図中の破線は、位置合わせした状態を示している。
【００３８】
ポリキャピラリＸ線レンズ２と分光素子３との位置関係はベース部５上で固定されているため、位置合わせ後において、ポリキャピラリＸ線レンズ２で変換された平行ビームが分光素子３に入射する入射位置ａは、移動前の入射位置ｂと分光素子３上において同じ位置となり、入射角度も同じ角度θである。したがって、位置合わせにより光学系が変化することはない。
【００３９】
上記のように、この構成例によれば、微調整部７によりベース部５を分光器本体６及び測定部１１に対して直線移動するだけで、ポリキャピラリＸ線レンズ２の焦点位置を試料上の分析点の位置に位置合わせすることができる。
【００４０】
なお、図５は微調整部７によりベース部５をポリキャピラリＸ線レンズ２の長さ方向と直交する方向に直線移動する例を示しているが、微調整部７による直線移動の移動方向は、この例に限らず任意の方向とすることができる。又、直線移動でなく傾斜移動することによる調整も可能である。
【００４１】
上記各構成例において、ポリキャピラリＸ線レンズと分光素子との位置関係などの光学系の位置関係はベース部上で固定しており、微調整部による焦点位置の位置合わせによっても変化しないため、分光器の光学条件を調整することなく焦点位置の位置合わせを行うことができる。
【００４２】
また、本発明の微小部分析用Ｘ線分光器を用いることにより、例えば、試料に対してＸ線や電子線を広径で照射して広い面積で励起させ、多少の位置ずれに関わらず、試料から放出される二次Ｘ線が必ずポリキャピラリＸ線レンズ２に入射する光学条件に調整しておき、その後に、照射するＸ線や電子線の径を小径に絞って目的とする分析点の微小部を励起させ、本発明の微調整部で調整して光学系と分析位置との位置関係を微調整することにより、従来よりも簡易で短時間で光学条件調整と位置調整とを行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポリキャピラリＸ線レンズを備える分光器において、光学条件を変えることなく焦点位置の位置調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微小部分析用Ｘ線分光器の第１の構成例を説明するための概略図である。
【図２】本発明の第１の構成例の微調整部による調整動作を説明するための概略図である。
【図３】本発明の第１の構成例の微調整部による他の調整動作を説明するための概略図である。
【図４】本発明の第２の構成例の微調整部による調整動作を説明するための概略図である。
【図５】本発明の微調整部による位置合わせの一動作例を示す図である。
【図６】従来のソーラーユニットを備えた分光器の一構成例である。
【図７】従来の湾曲結晶を備えた分光器の一構成例である。
【図８】従来のポリキャピラリＸ線レンズを備えた分光器の一構成例である。
【図９】従来のポリキャピラリＸ線レンズを備える分光器の位置合わせを説明する図である。
【符号の説明】
１…分光器、２…ポリキャピラリＸ線レンズ、３…分光素子、４…検出器、５…ベース部、６…分光器本体、７…微調整部、８…可変形部材、９…微調整部、１０…試料、１１…測定部、１００…試料、１０１…分光器、１０２…ソーラーユニット、１０３…分光素子、１０４…検出器、１１１…分光器、１１３…湾曲結晶、１１４…検出器、１２１…分光器、１２２…ポリキャピラリＸ線レンズ、１２３…分光素子、１２４…検出器、Ａ…分析位置、Ｂ…焦点位置。
【図１】
2004294168.tif 000003
【図２】
2004294168.tif 000004
【図３】
2004294168.tif 000005
【図４】
2004294168.tif 000006
【図５】
2004294168.tif 000007
【図６】
2004294168.tif 000008
【図７】
2004294168.tif 000009
【図８】
2004294168.tif 000010
【図９】
2004294168.tif 000011