(57)【要約】放射線のための少なくとも１つの通過開口（３ａ、４ａ）が設けられるＸ線光学ダイアフラム（３、４）は、通過開口（３ａ、４ａ）に面するＸ線光学ダイアフラム（３、４）のエッジゾーン（９、１０）が、放射線の伝播方向（７）について少なくとも部分的に角度が付けられるよう構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線用の少なくとも１つの通過開口（３ａ、４ａ）が設けられるＸ線光学ダイアフラム（３、４）であって、
上記通過開口（３ａ、４ａ）に面する上記Ｘ線光学ダイアフラム（３、４）のエッジゾーン（９、１０）は、上記放射線の伝播方向（７）について少なくとも部分的に角度が付けられることを特徴とするダイアフラム。
【請求項２】
角度が付けられるエッジゾーン（９、１０）により取り囲まれる、放射線用の通過開口（３ａ、４ａ）を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線光学ダイアフラム。
【請求項３】
上記角度付けは、組み込まれた位置において、上記通過開口（３ａ、４ａ）は、上記放射線の上記伝播方向（７）において縮小するようにされることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線光学ダイアフラム。
【請求項４】
Ｘ線のような高エネルギー電磁放射線のためのコリメータ（１）において、上記コリメータの上記開口を制限する少なくとも１つのＸ線光学素子（３、４）がビーム進路（７）に配置され、上記少なくとも１つのＸ線光学素子は、放射線用の少なくとも１つの通過開口（３ａ、４ａ）が設けられるスリットダイアフラム又はホールダイアフラムである上記コリメータであって、
上記通過開口（３ａ、４ａ）に面する上記Ｘ線光学素子（３、４）のエッジゾーン（９、１０）は、上記放射線の上記伝播方向（７）について少なくとも部分的に角度が付けられることを特徴とするコリメータ。
【請求項５】
複数のＸ線光学素子（３、４）が、上記ビーム進路に配置されることを特徴とする請求項４記載のコリメータ。
【請求項６】
上記Ｘ線光学素子（３、４）は、互いから一定の距離に配置され、且つ、それぞれ角度が付けられるエッジゾーン（９、１０）が設けられることを特徴とする請求項５記載のコリメータ。
【請求項７】
上記放射線開口を制限する上記Ｘ線光学ダイアフラム（３、４）は、上記コリメータの少なくとも入口側と出口側に配置され、上記コリメータは、上記放射線をセグメントに取り囲み、二次放射線を反射する、散乱させる、又は、生成する壁が内側に設けられることを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか一項記載のコリメータ。
【請求項８】
上記コリメータ（１）において、上記壁（６）により反射される又は散乱される放射線、又は、二次放射線を除去するために、ビームの直径を制限する更なるダイアフラムが配置されることを特徴とする請求項７記載のコリメータ。
【請求項９】
上記入口側における上記Ｘ線光学ダイアフラム（３）と上記出口側における上記Ｘ線光学ダイアフラム（４）は、同じ向きに角度が付けられることを特徴とする請求項７又は８記載のコリメータ。
【請求項１０】
上記入口側における上記素子（３）の角度付けは、上記入口側における上記Ｘ線光学素子（３）の上記角度が付けられたエッジ（９）に沿ってグレージング角で進行する放射線（７ａ）が、上記出口側における上記Ｘ線光学素子（４）に直接入射しないようにされることを特徴とする請求項４乃至９のうちいずれか一項記載のコリメータ。
【請求項１１】
上記出口側における上記素子（４）の角度付けは、上記出口側における上記Ｘ線光学素子（４）の上記角度が付けられたエッジ（１０）に沿ってグレージング角で進行する放射線（７ｂ）が、上記入口側における上記Ｘ線光学素子（３）から直接発生しないようにされることを特徴とする請求項４乃至１０のうちいずれか一項記載のコリメータ。
【請求項１２】
放射線用の少なくとも１つの通過開口（１０３ａ、１０４ａ）が設けられるＸ線光学素子（１０３、１０４）であって、
上記通過開口（１０３ａ、１０４ａ）に面する上記Ｘ線光学素子（１０３、１０４）のエッジゾーン（１０９、１１０）は段階的にされ、上記放射線の伝播方向において長く、そして、大きい開口を有するゾーン（１０９）と、上記伝播方向（７）において短く、そして、小さい開口を有する後続のゾーン（１１０）を含むことを特徴とするＸ線光学素子。
【請求項１３】
請求項１２に記載する少なくとも１つのＸ線光学素子（１０３、１０４）を含むコリメータ。
【請求項１４】
入口側と出口側において請求項１２に記載する少なくとも１つのＸ線光学素子（１０３、１０４）を含む請求項１３記載のコリメータ。
【請求項１５】
請求項４乃至１１、１３、又は１４のうちいずれか一項記載のコリメータを含むＸ線検出器。
【請求項１６】
請求項４乃至１１、１３、又は１４のうちいずれか一項記載のコリメータを含む分光計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の導入部に開示されるようなＸ線光学素子と、請求項４の導入部に開示されるような高エネルギー電磁放射線のコリメータと、請求項１２の導入部に開示されるような代替のＸ線光学素子と、請求項１３の導入部に開示されるような代替のコリメータと、請求項１５の導入部に開示されるようなＸ線検出器と、請求項１６の導入部に開示されるような分光計に係る。
【０００２】
特に、Ｘ線、更に、他の高エネルギー電磁放射線の検出は、例えば、分光測定情報、又は、様々な吸収の領域の画像といったそのような放射線に含まれる情報に関する試験結果が、背景放射により、事実とは異なってしまうという問題を発生させる。Ｘ線光学素子が原則的に反射のみで作用し透過では作用しないＸ線範囲において、反射材料にフォトンが入射することにより生成する反射放射線と、当該の光学系において使用される材料の特性放射線といった二次放射線も検出されることも不可避であり、従って、結果を事実とは異なるようにしてしまう。
【０００３】
散乱放射線を減少するために、例えば、ダイアフラムが用いられる。ダイアフラムには、放射線が通過する小さな開口のみが形成される。しかし、二次放射線又は反射放射線もこの開口を通過することができる。このような妨害となる放射線は、光路に沿って、互いから一定の距離に置かれる一連のダイアフラムが配置されると減少する。しかし、二次放射線は、放射線用の開口の領域においても生成され得ることに留意されたい。これは、放射線が、例えば、ダイアフラムアパーチャの通過開口のエッジゾーンとの相互作用によるものである。これも、測定結果を事実とは異ならせる放射線を生成し、且つ、測定信号と混合される。連続で配置されるダイアフラム等の数が大きくなると、相互作用の表面領域が大きくなる。従って、妨害となる放射線の発生は、ダイアフラムの数を単純に増加するのでは効果的に防止することができない。
【０００４】
本発明は、上述したような妨害となる放射線を、測定ビームから除去することを目的とする。
【０００５】
この目的は、本発明に従って、請求項１の特徴部に開示されるＸ線光学ダイアフラムと、請求項４の特徴部に開示されるコリメータと、請求項１２の特徴部に開示されるＸ線光学素子と、請求項１３の特徴部に開示されるコリメータと、請求項１５の特徴部に開示されるＸ線検出器と、請求項１６の特徴部に開示される分光計とによって達成される。有利な実施例は、従属請求項２及び３と、５乃至１１と、１４に開示される。
【０００６】
エッジゾーンに角度がつけられるので、エッジゾーンに入射する放射線は、角度が付けられない場合よりも、特に、Ｘ線である放射線の伝播方向について傾斜された角度で反射される。従って、反射放射線及び二次放射線は共に、実際の情報を含む放射線から除去される。従って、妨害となる成分は除去される。しかし、ダイアフラムの構成全体は、依然として非常に薄いので、ダイアフラム材料との相互作用は僅かでしかない。
【０００７】
通過開口は、ビームの方向において狭くなるように角度が付けられることが有利である。従って、通過開口のエッジゾーンと相互作用する放射線は、平行ビーム進路の場合には、放射線に向かって傾斜する表面に入射し、従って、この表面に入射すると伝播方向からは十分に偏向させられる。従って、そのような偏向放射線又は二次放射線が検出される危険性も低い。
【０００８】
交互に、且つ、互いから一定の距離においてそのようなダイアフラムを複数個配置することが特に、微量成分分析において有利且つ重要である。角度が付けられる表面に沿っての光ビームのグレージング入射の場合、第１のダイアフラムは、この光ビームを、この光ビームを透過する次のダイアフラムに導かないが、これらのダイアフラムの間に配置される筒の壁には導き、それにより、グレージング角ではなく０より大きい入射角においてエッジ面に入射するビームは、壁には反射されるが、次のダイアフラムには反射されないようにすると、角度付けは特に有利である。このことは、特に、固有Ｘ線、従って、材料に固有のＸ線に関して重要であり、何故なら、ダイアフラムは、しばしば同一の材料から形成されるので、第２のダイアフラムは、そのような特性放射線がある場合には、そのような特性放射線を透過してしまうからである。ダイアフラム又は類似のＸ線光学部品間で材料を混合することも、役に立つであろう。ダイアフラム間に好適に選択された距離がある構成は、スペクトル的な背景の抑圧のかなりの改善を提供する。従って、測定精度を顕著に増加することができる。
【０００９】
このような種類のＸ線光学素子は、様々な装置に用いることができる。特に、Ｘ線ビームから発生する情報を試験するＸ線分光計及びＸ線検出器におけるコリメータに用いることができる。微量成分分析は、１つの可能な適用分野である。
【００１０】
Ｘ線光学素子の代替の実施例は、請求項１２に従って、ビームの伝播方向において異なるゾーンが形成される段階部が設けられ、それにより、細長いゾーンにおける壁面に入射し、そこから反射又は散乱される、又は、二次放射線を発生させる放射線は、後続の縮小されるゾーンにおける階段によって反射又は吸収されて、ビーム進路からは遠ざけられる。コリメータに、そのような素子が設けられ得る。上述した素子と、段階的な素子の組合わせも実現可能である。いずれの場合においても、コリメータの入口側と出口側における素子の間には適切な距離が維持されるべきである。素子は、入口側と出口側の間にも配置され得る。
【００１１】
本発明の更なる利点及び詳細は、図面を参照しながら説明する本発明の実施例から明らかとなろう。
【００１２】
図１に示すコリメータ１は、Ｘ線分光計（全体は図示せず）又はＸ線検出器の一部を形成する。このコリメータ１において、Ｘ線７は、検出面２に導かれる。
【００１３】
コリメータ１は、例えば、Ｘ線といった高エネルギー電磁放射線に対し透過モードのみで動作する撮像素子として機能する。このために、コリメータ１は、入口ダイアフラム３と、出口ダイアフラム４と、その間に位置付けられる筒５を含む。筒５の内壁６上では、反射、散乱、又は、電磁放射線の二次放射線の他の生成物が、光学路８に沿って伝播する。
【００１４】
ダイアフラム３、４は、それぞれ、通過開口３ａ、４ａが設けられ、これらの開口は、例えば、スリット、又は、丸い輪郭で囲まれた通過開口として構成される。エッジゾーン３ｂ、４ｂは、ここでは、光学軸８と一致する電磁放射線の伝播方向に対して角度が付けられる。
【００１５】
Ｘ線光学素子３、４は、図３に示すように、それぞれのエッジゾーン９、１０において異なる角形成で設けられ得る。入口側におけるダイアフラム３のエッジゾーン９の、光学軸８に対する角度αは、グレージング角にて入射する光線ビーム７ａが、出口側においてダイアフラム４上に入射しないが、コリメータの壁のゾーン６に入射するように選択される。従って、グレージング角では入射しないが、エッジゾーン９の表面に対し角度γで反射する放射線は全て、内壁ゾーン６に入射することが確実にされる。同じことが、角度γで放射する二次放射線についても成り立つ。このことは、固有Ｘ線に対し特に重要であり、固有Ｘ線では、明確な、鋭いピークが、ダイアフラム材料から発生する。出口側におけるダイアフラム４が、入口側におけるダイアフラム３と同じ材料から形成される場合、ダイアフラム４は、そのような特性放射線を透過する。このような種類の特性放射線は、出口側におけるダイアフラム４、又は、同じ材料からなる他のダイアフラムの影響を受けることなくビーム路に残る。しかし、壁６は、通常、異なる材料から形成されるので、そのような特性放射線の吸収を達成することができる。
【００１６】
更に、出口側におけるＸ線光学素子４の通過開口４ａの周りのエッジゾーン１０の角度βは、そのすぐ上を通るグレージング放射線７ｂは、内壁６から発生しなければならないようにされる。入口ダイアフラム３と出口ダイアフラム４の間の距離Ｌは、適宜選択される。
【００１７】
ホールダイアフラム３、４の形である本構成では、エッジゾーン９、１０は、それぞれ、通過ゾーン３ａ、４ａを取り囲む完全な円に沿って角度が付けられる。しかし、通過開口３ａ、４ａの形状に依存して、例えば、スリット形状のダイアフラムの場合、これは不可欠ではない。通過開口３ａ、４ａが、図４に示すように放射線の伝播方向７に縮小することも不可欠ではない。ダイアフラム３又は４のダイアフラム開口３ａ又は４ａの断面を、図２に詳細に示す。放射線１１は、ダイアフラムの材料を貫通することが見られる。何故なら、放射線１１は、エッジゾーンの付近に入り、従って、局所的に残っている実効ダイアフラム厚さＤにより完全に吸収されることができないからである。同様の状況が、図３に示すような反対の環境において発生する。しかし、図３に示す最短の放射線１２は、角度が付けられた表面９、１０に対し略垂直で放射する。この進路は、反対の向きにあるダイアフラムにおける放射線１１の進路より短い。このことは、より多くの蛍光発光とより多くの散乱を発生させ、測定を妨害し得る。
【００１８】
図４に示す構成とは対照的に、コリメータ１に、入口側に全体で１つ以上のダイアフラム３と、出口側に１つのダイアフラム４を設けることも可能である。つまり、複数のダイアフラムからなる構成を、ビーム進路７に設けることが可能である。その場合、各ダイアフラム、又は、ダイアフラムの一部に、角度が付けられたエッジゾーン９、１０を設けることが可能である。
【００１９】
Ｘ線光学素子３、４は共に、検出器２で測定される放射線の伝播方向７に対して、ビーム進路７から、高エネルギー電磁波と物質との間に相互作用があるときに、二次放射線として放射する、散乱放射線及び蛍光放射線の放射角γのより強い拡大をもたらす。従って、検出器窓２にはそのような妨害となる放射線がほとんど現れない。
【００２０】
図５及び図６は、Ｘ線光学素子３、４の代替として用いることのできるＸ線光学素子１０３、１０４を示す。例えば、コリメータ１における、ダイアフラム１０３、１０４とダイアフラム３、４の組合わせも実現可能である。ダイアフラム３、４、及び、１０３、１０４は、選択されて、Ｘ線検出器又は分光計においても、所望に応じて、用いることが可能である。
【００２１】
図５は、２つの組み立てられるプレート部材１１１、１１２から構成されるダイアフラム１０３を示す。このようなプレート部材１１１、１１２は、異なる材料を含み得る。
【００２２】
分散光１１３が、エッジゾーン１０９に入射し、エッジゾーン１０９から反射される又はエッジゾーン１０９から散乱させられる、又は、角度εでエッジ面１０９から放射する放射線１１３ｂが得られるよう二次放射線を生成すると、この放射線１１３ｂは、ダイアフラム１０３又は１０４の縮小されるゾーンに入射する。この領域において、放射線１１３ｂは、散乱して戻るか又は反射され、従って、放射線１１３ｂは、ビーム進路７から除去される。短いエッジゾーン１１０の領域における材料での吸収も可能である。吸収は、第２のプレート１１２が、第１のプレート部材１１１の材料以外の材料で形成される場合に、特に効果的である。何故なら、エッジゾーン１０９において生成される材料の特性放射線も、プレート部材１１２において吸収されることが可能だからである。
【００２３】
図６に示すように、ダイアフラム１０４を１つの部品として構成することも可能である。エッジゾーン１１０の縮小部において行われる吸収処理の効果は、比較的小さいので、このようなダイアフラム、又は、同じ材料の２つのプレート部材１１１、１１２を含むダイアフラム１０３は、エッジゾーン１０９における散乱放射線又は反射放射線、又は、二次放射線を抑圧するのに適している。
【００２４】
このような種類のＸ線光学素子３、４、１０３、及び１０４は、例えば、微量成分分析のための分光計、又は、例えば、空間分解法でＸ線の様々な吸収反応に関連する情報を獲得するためのＸ線検出器に使用することが一般的に知られている。Ｘ線検出器又は分光計、又は、同様の高エネルギー放射線を用いる分光計において特に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】請求項１に記載する２つのＸ線光学素子を有するＸ線検出器又は分光計の一部としてのコリメータを示す図である。
【図２】Ｘ線光学素子の第１の実施例を示す断面図である。
【図３】Ｘ線光学素子の第２の実施例を示す断面図である。
【図４】Ｘ線がエッジゾーン上のグレージング角に入射する、図１の装置の詳細を示す拡大図である。
【図５】２つのプレート部材からなるＸ線光学素子の代替の実施例を示す断面図である。
【図６】図５の実施例に類似し、且つ、段階的な光学素子が１つの部品として構成される実施例を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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