(57)【要約】      （修正有）【課題】広いコア断面にわたり位相のそろった単一の導波モードを有し、湾曲部を有するＸ線導波路を提供する。【解決手段】コアとクラッドからなり、湾曲部を有するＸ線導波路であって、コアは、導波方向に垂直な方向において屈折率実部の異なる複数の物質が周期的に配列された周期構造を有し、コアとクラッドの界面でのＸ線の全反射臨界角が、コアをなす周期構造のＸ線に対するブラッグ角よりも大きく、周期構造をなす複数の物質の間における全反射臨界角は、ブラッグ角よりも小さく、コアは、湾曲部を有しており、Ｘ線の導波方向に垂直な方向であって且つ前記湾曲部の曲率半径方向に平行な方向におけるコアの幅をｓ、コアをなす物質のうち最小の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、コアをなす物質のうち最大の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、湾曲部の曲率半径をＲとした場合に、s/ln(ｎｈｉｇｈ/ｎｌｏｗ)<Ｒを満たす。【選択図】図７
2013137307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を導波させるためのコアと、前記コアに前記Ｘ線を閉じ込めるためのクラッドからなるＸ線導波路であって、
前記コアは、前記コアと前記クラッドの界面に垂直な方向において、屈折率実部の異なる複数の物質が周期的に配列された周期構造を有し、
前記コアと前記クラッドの界面での前記Ｘ線の全反射臨界角が、前記コアをなす周期構造のＸ線に対するブラッグ角よりも大きく、
前記周期構造をなす複数の物質間の界面における全反射臨界角は、前記ブラッグ角よりも小さく、
前記コアは、湾曲部を有しており、
前記Ｘ線の導波方向に垂直な方向であって且つ前記湾曲部の曲率半径方向に平行な方向におけるコアの幅をｓ、前記コアをなす物質のうち最小の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、前記コアをなす物質のうち最大の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、前記湾曲部の曲率半径をＲとした場合に、下記の式を満たすことを特徴とするＸ線導波路。
【数１】
2013137307.tif 000010
【請求項２】
前記ブラッグ角をθＢ（ｒａｄ）としたときに、前記湾曲部における導波路の中心の長さが２ＲθＢであ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】
前記コアは、屈折率実部の異なる物質が周期的に積層された多層膜である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】
前記コアは、メソ構造体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線導波路。
【請求項５】
前記コアは、メソポーラス材料からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線導波路。
【請求項６】
Ｘ線源とＸ線導波路からなるＸ線導波システムであって、
前記Ｘ線源は、Ｘ線を前記Ｘ線導波路に照射し、
前記Ｘ線導波路は、Ｘ線を導波させるためのコアと、前記コアに前記Ｘ線を閉じ込めるためのクラッドからなり、
前記コアは、前記コアと前記クラッドの界面に垂直な方向において、屈折率実部の異なる複数の物質が周期的に配列された周期構造を有し、
前記コアと前記クラッドの界面での前記Ｘ線の全反射臨界角が、前記コアをなす周期構造のＸ線に対するブラッグ角よりも大きく、
前記周期構造をなす複数の物質間の界面における全反射臨界角は、前記ブラッグ角よりも小さく、
前記コアは、湾曲部を有しており、
前記Ｘ線の導波方向に垂直な方向であって且つ前記湾曲部の曲率半径方向に平行な方向におけるコアの幅をｓ、前記コアをなす物質のうち最小の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、前記コアをなす物質のうち最大の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、前記湾曲部の曲率半径をＲとした場合に、下記の式を満たすことを特徴とするＸ線導波システム。
【数２】
2013137307.tif 000011
【請求項７】
前記ブラッグ角をθＢ（ｒａｄ）としたときに、前記湾曲部における導波路の中心の長さが２ＲθＢであることを特徴とする請求項６に記載のＸ線導波システム。
【請求項８】
前記コアは、屈折率実部の異なる物質が周期的に積層された多層膜であることを特徴とする請求項６または７に記載のＸ線導波システム。
【請求項９】
前記コアは、メソ構造体であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のＸ線導波システム。
【請求項１０】
前記コアは、メソポーラス材料からなることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のＸ線導波システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線導波路及びＸ線源とＸ線導波路とを有するＸ線導波システムに関する。本発明のＸ線導波路は、Ｘ線分析技術、Ｘ線撮像技術、Ｘ線露光技術などにおけるＸ線光学系、およびそれに用いられるＸ線光学部品などに用いることが可能である。
【背景技術】
【０００２】
数１０ｎｍ以下の短い波長の電磁波、例えばＸ線、は、異物質間における電磁波に対する屈折率差が非常に小さい。その結果として、例えば、短い波長の電磁波は、異物質間での全反射角が非常に小さい。このような短い電磁波を制御することは、可視帯域などの電磁波を制御することと比較して、容易ではない。従来、Ｘ線等のこのような短い波長の電磁波を制御するために、大型の空間光学系が主流として用いられてきている。大型の空間光学系を構成する主な部品として、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る。多層膜反射鏡はビーム整形、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。このような空間Ｘ線光学系では、Ｘ線の伝搬方向を変化させるにあたり、物質界面での全反射や、周期構造体の周期性に起因するブラッグ反射が用いられている。一方、Ｘ線の伝搬方向を連続的に曲げるということは、一般的には行われていない。
【０００３】
主流であるこのような空間光学系に対し、特許文献１には、Ｘ線を全反射によりチューブ状の導波管に閉じ込める形態のキャピラリを複数束ねたポリキャピラリと称されるＸ線伝搬素子が開示されている。特許文献１に記載されたＸ線伝搬素子は、各キャピラリ中にＸ線を閉じ込めて伝搬させるものであるので、ポリキャピラリを曲げることによりＸ線の伝搬方向を変化させることが可能である。また、近年では、光学系の小型化、高性能化を目指し、基板上に形成される、小型のＸ線導波路の研究が行われている。具体的には、クラッドにより挟まれた、または囲まれたコア領域に、クラッドとコアの界面における全反射により、Ｘ線を閉じ込めて導波させるＸ線導波路が挙げられる。このようなＸ線導波路のうち、非特許文献１に示されたものは、基板上にＸ線導波路を曲げて構成することにより、Ｘ線導波路のコア内部に形成される導波モードのＸ線の導波方向を連続的に曲げることが可能となっているものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌｕｍｅ  ９７，Ｉｓｓｕｅ  ２５，ｐ．２５４８０１（２００６）
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公報０４１３３９２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、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、導波路内部に形成される低次の導波モードのＸ線の方向を曲げる方法を用いた非特許文献１に記載のＸ線導波路では、低次、特に０次の導波モードがＸ線の導波に支配的になるようにＸ線導波路を構成するため、導波路のコアの断面の径を数１０ナノメートルと非常に小さくしなくてはならず、非常に小さな光量のＸ線しか導波させることができないという課題があった。
【０００７】
また、キャピラリ内部にＸ線を閉じ込めて、キャピラリを曲げることによりＸ線の伝搬方向を曲げる技術に関する特許文献１に記載のＸ線伝搬素子では、扱うＸ線の波長に対してキャピラリの直径が非常に大きいために、キャピラリ内部を伝搬するＸ線に関して導波モードという概念が成り立たない状況となる。つまり、Ｘ線の伝搬方向を曲げることはできるが、キャピラリの長さ方向に垂直な面内において、キャピラリを伝搬するＸ線の位相は空間的に揃っていないものとなってしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明のＸ線導波路は、Ｘ線を導波させるためのコアと、前記コアに前記Ｘ線を閉じ込めるためのクラッドからなるＸ線導波路であって、
前記コアは、前記コアと前記クラッドの界面に垂直な方向において、屈折率実部の異なる複数の物質が周期的に配列された周期構造を有し、
前記コアと前記クラッドの界面での前記Ｘ線の全反射臨界角が、前記コアをなす周期構造のＸ線に対するブラッグ角よりも大きく、
前記周期構造をなす複数の物質間の界面における全反射臨界角は、前記ブラッグ角よりも小さく、
前記コアは、湾曲部を有しており、
前記Ｘ線の導波方向に垂直な方向であって且つ前記湾曲部の曲率半径方向に平行な方向におけるコアの幅をｓ、前記コアをなす物質のうち最小の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、前記コアをなす物質のうち最大の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、前記湾曲部の曲率半径をＲとした場合に、下記の式を満たすことを特徴とするＸ線導波路に関する。
【０００９】
【数１】
2013137307.tif 000003
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広いコア断面にわたり位相のそろった単一の導波モードを有し、湾曲部を有するＸ線導波路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】コアが周期構造を有し、湾曲部を有さないＸ線導波路の模式的な概略断面図である。
【図２】波数ベクトルと有効伝搬角度の説明図である。
【図３】本発明のＸ線導波路の導波領域中の導波モードの損失と有効伝搬角度の関係の例を表すグラフである。
【図４】本発明のＸ線導波路の導波領域中に形成される周期共鳴導波モードにおいて、コア中での電場分布の一例を表す図である。
【図５】本発明のＸ線導波路における、コアとクラッドの界面に垂直な方向における屈折率実部の分布の一例を示す図である。
【図６】本発明の湾曲部分を有するＸ線導波路の一例を示す模式的な概略断面図である。
【図７】本発明のＸ線導波路にＸ線を導波した様子の一例を示す模式的な概略断面図である。
【図８】本発明のＸ線導波路の出射端付近の様子を示す模式的な概略断面図である。
【図９】実施例１のＸ線導波路の模式的な概略断面図である。
【図１０】実施例２のＸ線導波路の模式的な概略断面図である。
【図１１】実施例５で用いるＸ線導波路を示す模式的な概略斜視図である。
【図１２】実施例５のＸ線導波路のＸ線の導波方向を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明のＸ線導波路は、Ｘ線を導波させるためのコアと、コアにＸ線を閉じ込めるためのクラッドからなるＸ線導波路に関する。コアは、Ｘ線の導波方向に垂直な方向において屈折率実部の異なる複数の物質が周期的に配列された周期構造を有する。コアとクラッドの界面でのＸ線の全反射臨界角は、コアをなす周期構造の周期性に起因するＸ線に対するブラッグ角よりも大きい。また、周期構造をなす複数の物質の間における全反射臨界角は、コアをなす周期構造の周期性に起因するＸ線に対するブラッグ角よりも小さい。コアは、湾曲部を有しており、Ｘ線の導波方向に垂直な方向であって且つ前記湾曲部の曲率半径方向に平行な方向におけるコアの幅をｓ、コアをなす物質のうち最小の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、前記コアをなす物質のうち最大の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、前記湾曲部の曲率半径をＲとした場合に、下記の式（１）を満たす。
【００１４】
【数２】
2013137307.tif 000004
【００１５】
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、１ｐｍ以上、極端紫外光（ＥＸｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ（ＥＵＶ）光）を含む波長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は非常に高く、物質の最外殻電子が応答できない。そのため、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の実部が１より小さくなることが知られている。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または屈折率の実部と称し、虚部を屈折率虚部または屈折率の虚部と称する。
【００１６】
このようなＸ線に対する物質の屈折率ｎは、屈折率の実部をｎ’とし、ｎ’の１からのずれ量をδとし、吸収に関係する屈折率の虚部をβ’として、下記式（２）のように表されるのが一般的である。
ｎ＝１−δ−ｉβ’＝ｎ’−ｉβ’      式（２）
δは物質の電子密度ρｅに比例するため電子密度の大きい物質ほど屈折率の実部が小さくなることになる。また、屈折率実部は、
ｎ’＝１−δ
となる。さらに、電子密度ρｅは原子密度ρａと原子番号Ｚに比例する。そのため本発明において屈折率実部が異なる２種以上の物質とは多くの場合電子密度が異なる二種以上の物質であるということもできる。
【００１７】
Ｘ線に対して屈折率実部が最大となる場合は、Ｘ線が真空中を伝搬する場合である。また、地球上の一般的な環境下を想定した場合、気体でないほぼすべての物質と比較すると、空気の屈折率実部が最大となる。なお、本明細書中においては、『物質』という概念は、空気や真空も包含するものとする。
【００１８】
また、本発明のＸ線導波路は、コアとクラッドの界面におけるＸ線の全反射により、Ｘ線をコアの中に閉じ込めて導波モードを形成し、Ｘ線を伝搬させるものである。このとき形成される導波モードのＸ線が導波する方向を、本明細書中において導波方向と称し、この導波方向は導波路の理論に基づいて得られるＸ線の伝搬方向と同じ方向となる。また、本発明の導波路の一般的な形態においては、コアとクラッドとの界面に平行かつ曲率半径方向に垂直な方向になることが多い。
【００１９】
また、本発明のＸ線導波路のコアは、コアとクラッドの界面に垂直ないしほぼ垂直な方向において周期的な屈折率実部の分布を有する周期構造を有している。本発明において用いる導波モードはコアの周期構造の周期性と共鳴した導波モードとなる。これを本明細書中においては周期共鳴導波モードと称する。
【００２０】
ここで、周期共鳴導波モードについて、Ｘ線導波路の導波方向が直線的な場合を例に挙げて説明する。なお、本発明のＸ線導波路は湾曲部を有しているものであるので、以下の説明は、あくまでも理解を助けるための参考説明である。
【００２１】
図１は、コアが周期構造を有し、湾曲部を有さないＸ線導波路の概略断面図である。図１のＸ線導波路は、Ｘ線導波路の導波方向が直線的な場合であり、クラッド１０５と１０６によりコア１０１が挟まれた構成となっており、コアをなす周期構造体はその１周期分に相当する構造である複数の単位構造１０２よりなる。単位構造１０２が相対的に屈折率実部の大きな物質１０３と相対的に屈折率実部の小さな物質１０４より構成されているため、コアは、コア１０１とクラッド１０５の界面、またはコア１０１とクラッド１０６の界面に垂直な方向（図１中のｙ方向）において、１次元の周期構造体である多層膜となっている。コアの中を伝搬するＸ線がコアとクラッドの界面で全反射される様子を、例として矢印１０９と１１０で示している。この例は、Ｘ線がちょうど全反射臨界角で界面にあたって全反射される場合を示しており、全反射臨界角をθｃと表示している。本明細書中における角度はすべて、導波方向に平行でコアとクラッドの界面に垂直な面内において、導波方向の角度を０°として、注目する一つの波長のＸ線に対して定義されるものとする。導波方向は、コアとクラッドの界面に垂直な方向におけるコアの中心が描く軌跡として与えられ、この例の場合、点線１０７がこの軌跡を表す。図１において、この軌跡の方向は、ｚ方向に一致する。また本明細書中における導波路の長さは、この軌跡の長さを表す。単位構造１０２中の、物質１０３と物質１０４の界面におけるＸ線に対する全反射臨界角を、本明細書中では、θｃ＿ｉｎと定義する。また、コア１０１をなす周期構造体の周期性に起因するブラッグ角を、本明細書中ではθＢと定義する。ブラッグ角θＢは、周期構造にＸ線を照射した際に、周期構造中での多重干渉の結果、強く反射される場合の、周期構造へのＸ線の入射角度であり、Ｘ線の波長と周期構造の周期性により決定される。ここで、本発明のＸ線導波路における周期共鳴導波モードの基本波の有効伝搬角度は、ブラッグ角とほぼ等しい伝搬角度である。基本波は、導波モードが一つの平面波がコアとクラッドの界面で全反射を繰り返して伝搬するときの干渉により形成されていると近似した場合の、この一つの平面波を表す。基本波は、図２に示すように、導波モードの波数ベクトルの、導波方向に平行なベクトルの波数ベクトル２０１をｋｚ  ＝（０、０、ｋｚ）、とした場合、真空中でｋ０の波数ベクトル２０２をもつ平面波として定義される。この際、波数ベクトルｋ０と波数ベクトルｋｚのなす角度を有効伝搬角度θ’（°）と称し、波数ベクトルと有効伝搬角度θ´は下記の式（４）により関係づけられているものとする。波数ベクトルｋ⊥２０３は、コアとクラッドの界面に垂直な方向つまり導波方向に垂直な波数ベクトル成分を表す。
【００２２】
【数３】
2013137307.tif 000005
【００２３】
現実のブラッグ角にはブラッグ角度域として幅が存在するが、本発明におけるブラッグ角は、周期共鳴導波モードの基本波の有効伝搬角度を表すものとして、現実のブラッグ角度域のうち最小の角度を示すものとする。周期共鳴導波モードは、Ｘ線が周期構造体中の界面での部分反射、屈折を繰り返すことにより、多重干渉が起こり、結果的に周期構造体の周期性と共鳴する導波モードである。本発明のＸ線導波路は、前記の多重干渉を実現するために、単位構造１０２中の物質１０３と物質１０４の物質間の界面におけるＸ線に対する全反射臨界角θｃ＿ｉｎが、コア１０１をなす周期構造体の周期性に起因するブラッグ角θＢより小さくなるように構成されていることを特徴とする。この条件は、下記の式（５）で表される。尚、ブラッグ角θＢは、コアをなす周期構造の周期性とＸ線の波長との関係により決まる
θＣ＿ｉｎ＜θＢ      式（５）
【００２４】
また、本発明のＸ線導波路は、多重干渉の結果得られる、周期構造体の周期性と共鳴するＸ線をコアに閉じ込めるために、コアとクラッドの界面における全反射臨界角θｃが、コアをなす周期構造体の周期性に起因するブラッグ角θＢよりも、大きくなるように構成されていることを特徴とする。この条件は、下記の式（６）で表される。
θＣ＞θＢ      式（６）
【００２５】
このことにより、本発明のＸ線導波路において、コアの周期性と共鳴する導波モードである周期共鳴導波モードを形成することができる。
【００２６】
図１に示す直線的なＸ線導波路の例において、その内部に形成される導波モードの損失と各導波モードの有効伝搬角度θ’（°）の関係を表すグラフを図３に示す。このグラフは、計算結果に基づくものである。このグラフでは、損失を表す指標として、各導波モードの伝搬定数の虚部Ｉｍ［ｋｚ］を縦軸にとってある。この場合のＸ線導波路は、式（５）、式（６）が満たされるように構成されており、コアは多層膜構造である。導波モードはその次数に準じて離散的な有効伝搬角度をもつが、図３において特に導波モードが存在することができない有効伝搬角度域が存在する。この角度域がブラッグ角度域３０２であり、このブラッグ角度域の最小の角度を本明細書中でブラッグ角と称する。このブラッグ角は、近似的に周期共鳴導波モードの有効伝搬角度とみなすことができる。つまり３０１で表わされる導波モードが、周期共鳴導波モードを表しており、その損失は、近傍の有効伝搬角度をもつ他の導波モードと比較して著しく小さくなることが、図３よりわかる。これは本発明のＸ線導波路により非常に低損失な導波モードを形成できることを意味する。周期共鳴導波モードの損失が顕著に小さいことにより、周期共鳴導波モードのＸ線がＸ線導波路中で支配的なものとなる。このことにより、ほぼ単一の導波モードである周期共鳴導波モードによりＸ線を導波させることが可能である。また周期共鳴導波モードを形成するためのＸ線導波路の構成によれば、導波方向に垂直な面内で、コアの断面を非常に広くすることができ、導波するＸ線の光量を大きくすることができる。
【００２７】
具体的に、コアが周期数５０の多層膜である場合の周期共鳴導波モードの空間的な電場強度分布の例を図４に示す。図４に示されるように、このような構造の導波路では、多層膜中の周期性の影響を受けることにより、全体的な電場強度分布はよりコアの中心へ偏るとともに、クラッドへ染み出すＸ線も少なくなり、その結果伝搬損失を小さくすることができる。図４において、横軸は、膜の面に垂直な方向すなわち図１におけるｙ方向であり、４０１と４０３がクラッドに相当し、４０２はコアに相当するものである。また、周期共鳴導波モードの電場強度分布から、電場強度の極大ピーク（腹）の数は周期構造の周期数と一致し、多層膜中の吸収の少ない物質の部分へ電場が集中することになり、損失がより低くなることがわかる。このように、周期共鳴導波モードがほぼ単一の導波モードとなりうることと、その電場が損失の小さい材料中に集中して、コアとクラッドの界面に垂直な方向における電場分布が多層膜の周期性と一致した周期性を有することから、コアとクラッドの界面に垂直な方向において周期共鳴導波モードの位相がそろっていることになり、本発明の直線的なＸ線導波路の基本的な構成により、単一で、空間的に位相のそろった導波モードを形成できる。ここで、位相差が常に０であることだけでなく、空間的に位相差が周期的に変動していることについても、位相がそろっていると表現する。
【００２８】
周期共鳴導波モードを形成して導波したＸ線は導波路の端面から出射されたのち、遠視野領域においてフラウンホーファー回折の結果、二つの方向に大きな強度をもって伝搬する非常に発散角の小さい伝搬Ｘ線を形成する。これを本明細書中では、回折Ｘ線と称する。周期性の低い方向、例えば図１中のｚｘ面内方向では、周期性の影響を受けないので、回折Ｘ線は周期構造により制御されず、その発散角は大きくなる。ただし、図１中のｚｘ方向にも周期性がある場合には、回折Ｘ線はその影響を受けて、ｚｘ面内における発散角を小さくすることが可能である。図８に説明のために、クラッド８０１と８０２に挟まれたコア８０３により構成されるＸ線導波路の出射端付近の様子を示す。導波方向は点線８０６で示されるようにｚ方向に平行である。コアの周期構造体は、ｙ方向において周期性を有するため、導波路端部から出射されたＸ線は、遠視野領域においてｚ方向に関して二つの対称な方向へ回折された回折Ｘ線８０４、８０５を形成する。この際、ｙｚ面における二つの回折Ｘ線の発散角は、あたかも多重スリットからのＸ線の回折の場合のように、非常に小さなものとなる。このときの、８０４、８０５のｚ方向に関する回折角は、図８中に示すように、ブラッグ角にほぼ等しいものとなる。
【００２９】
以上が、湾曲部を有さない導波路についての説明である。もっとも、以上の説明は、矛盾を生じない限り、本発明の導波路にも妥当する。
【００３０】
本発明のＸ線導波路は、前記周期構造の周期性を表す基本ベクトルの方向が連続的に変化していることによる、形状が曲がっている部分（湾曲部）を含み、曲がっている部分の導波路のＸ線の導波方向に垂直な方向であって且つ湾曲部の曲率半径方向に平行な方向におけるコアの幅をｓ、前記コアをなす物質のうち最小の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、コアをなす物質のうち最大の屈折率実部をもつ物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、曲がっている部分の導波路の中心の曲率半径をＲとした場合に、式（１）を満たすように、曲がっている部分のＸ線の導波方向が曲がっていることを特徴とする。なお、ここでいう導波路の中心とは、コアとクラッドとの界面に垂直な方向におけるコアの中心のことである。図７に示されるように、クラッド７０１、７０２が存在する場合、導波路の中心は、クラッド７０１とコア７０３との界面上の一点と、クラッド７０２とコア７０３との界面上で前記一点と最も近い点と、の中点の、集合体ということができる。また、導波方向に垂直な断面図に表れた２本のコアクラッド界面線の平均線、すなわち導波方向に垂直な断面図に表れた２本のコアクラッド界面線の中心線を導波路の中心ということができる。このような考え方に従えば、コアの全周をクラッドが取り囲んでいるような形態においては、導波方向に垂直な断面図に表れたコアクラッド界面線で囲まれた図形の重心を導波路の中心ということができる。
【００３１】
本発明のＸ線導波路をこのように構成することにより、導波路の形状が曲がっている部分において、周期共鳴導波モードのＸ線の導波方向を曲率半径Ｒをもって連続的に変化させることができる。つまり、広い断面のコアに閉じ込められた、単一で位相がそろっているＸ線の導波方向を変化させることが可能である。
【００３２】
本発明のＸ線導波路は、湾曲部のすべての領域において式（１）を満たすことが好ましい。一方、Ｘ線導波方向に周期構造を構成する物質が変化していないのであれば、もっとも曲率半径Ｒの小さい領域で式（１）を満たせば十分であるということもできる。
【００３３】
図５に、本発明のＸ線導波路の、コアとクラッドの界面に垂直な方向（ｙ方向とする）における屈折率実部の分布の一例を示す。図５中、実線と点線はそれぞれ、導波方向が直線的な場合と導波方向が曲がっている場合の屈折率実部の分布を表す。ｙ方向において、５０２、５０３はクラッドの領域を表し、５０４はコアの領域を表す。５０１が単位構造の領域を表し、単位構造は、屈折率実部の大きい物質の領域５０５と屈折率実部の小さい領域５０６によりなり、単位構造を複数配列することにより、図５に見るように、コアにおけるｙ方向での屈折率実部の分布は周期的なものとなっている。導波方向を表すコアの中心を結ぶ直線（これを軌跡と呼ぶこともできる）はｙ＝０に位置する。Ｘ線導波路の導波方向が直線的な場合に比較して、導波方向が曲がっている部分では、曲がった導波路を直線的な導波路として近似した場合、図５のように全体的な屈折率の分布は傾いたものとなることが知られている。図５の実線で表わされる屈折率の分布をｎ０（ｙ）、つまり式（２）で表される屈折率実部の分布をｎ０’（ｙ）とした場合、導波方向に並行でコアとクラッドの界面に垂直な面内において、導波方向が曲率半径Ｒをもって曲がっている部分での屈折率の分布は、
【００３４】
【数４】
2013137307.tif 000006
【００３５】
と、近似して表すことができ、図５の点線で表わされる屈折率実部の分布は、
【００３６】
【数５】
2013137307.tif 000007
【００３７】
と表される。屈折率分布が傾いた場合でも、周期共鳴導波モードを存在可能とするためには、コアの端近傍における屈折率実部の大きな物質の屈折率実部が、反対の端近傍における屈折率実部が小さい物質の屈折率実部よりも大きくなくてはならないので、５０９で表わされる屈折率実部が５０８で表わされる屈折率実部より大きくなくてはならない。コア中心からコアの端近傍の５０９の示す屈折率実部の位置までの距離５０７をｙｈｉｇｈ、コア中心からコアの反対の端近傍の５０８の示す屈折率実部の位置までの距離５１０をｙｌｏｗ、周期構造体を構成する物質のうち、屈折率実部の大きい物質の屈折率実部をｎｈｉｇｈ、屈折率実部の小さい物質の屈折率実部をｎｌｏｗ、コアの幅をｓとすると、導波方向が曲がっている部分において、
【００３８】
【数６】
2013137307.tif 000008
【００３９】
上記の式（９）を満足しなくてはならない。
【００４０】
【数７】
2013137307.tif 000009
【００４１】
と、近似することができるので、式（１）が得られる。
【００４２】
ここで、形状が曲がった湾曲部分を有する本発明のＸ線導波路の簡単な例を図６に示す。図６のＸ線導波路は導波方向が直線的な部分６０７、曲がった部分６０５と６０６を有し、クラッド６０１と６０２がコア６０３を挟んだ構成となっている。コアは、図６中コアとクラッドの界面に垂直な方向において、周期的な屈折率分布をなしているが、説明の簡単化のために、周期構造の描画を省略してある。点線６０４が導波方向を示し、曲がった部分６０５の曲率半径がＲ１、曲がった部分６０６の曲率半径がＲ２である。このＸ線導波路の物性および構造パラメータが、部分６０５、６０６の双方で式（１）、式（５）および式（６）を満たすように構成されていることにより、導波路内部に形成される位相がそろった単一の周期共鳴導波モードのＸ線の導波方向を、図６における点線６０４が示すように、変化させることができる。
【００４３】
また、本発明のＸ線導波路は、ブラッグ角をθＢ（ｒａｄ）として、前記曲がっている部分における導波路の長さが、２ＲθＢとなるように構成されていることが好ましい。
【００４４】
図８を用いて説明したように、導波路端面から出射される周期共鳴導波モードのＸ線は遠視野領域において、導波路の出射端面における導波方向に関して二つの等価な方向へ、ブラッグ角にほぼ等しい回折角をもって回折される。逆に導波路の端面からＸ線を周期共鳴導波モードに結合する場合には、入射端部分において、コアとクラッドの界面に垂直で導波方向に平行な面内で導波方向に関してブラッグ角をなしてＸ線を入射すると、周期共鳴導波モードへの高い結合効率が得られる。図７に、Ｘ線を本発明のＸ線導波路の端面から入射して周期共鳴導波モードに結合し、周期共鳴導波モードにより導波したＸ線が、導波路のもう一方の端面から出射される様子を示す。図６と同様に説明の簡単化のために、コア中の周期構造の描画を省略してある。７０５が入射Ｘ線を示し、周期共鳴導波モードのＸ線が導波路のもう一方の端面から出射されて、二つの方向に回折された回折Ｘ線である遠視野領域での伝搬Ｘ線を７０６と７０７で示す。Ｘ線導波路は、クラッド７０１と７０２が周期構造からなるコア７０３を挟む構成となっており、導波方向を点線７０４で示してある。入射Ｘ線７０５は、導波路の入射端面における導波方向を表す直線７０８とブラッグ角をなして入射されることにより、導波路内部の周期共鳴導波モードに高い効率で結合される。点線７０４で表わされる導波路の導波方向は、曲率半径Ｒで曲げられており、周期共鳴導波モードのＸ線は、この導波方向にそって曲げられていく。導波路の出射端面となるもう一方の端でのＸ線の導波方向を表す直線７０９に関して、ブラッグ角をなす二つの方向へ、周期共鳴導波モードにより導波して出射されたＸ線は回折される。ここで、コアの周期構造におけるブラッグ角をθＢ（ｒａｄ）、導波路の長さつまり点線７０４の長さをＬとして、このＸ線導波路が、次の式（１０）を満たすことにより、入射Ｘ線７０５と出射Ｘ線７０６は、紙面に平行な面内で、同軸上を伝搬するものとなる。
Ｌ＝２ＲθＢ      （１０）
【００４５】
つまり、本発明のＸ線導波路を上記の式（１０）を満足するように構成することにより、Ｘ線光学系の光軸を変えることなく、周期共鳴導波モードのＸ線を形成して、発散角が非常に小さく空間的に位相のそろったＸ線を得ることが可能となる。なお、この式（１０）が厳密な意味で成立していなくても、求められるシステムに応じた誤差が許容されることはいうまでもない。したがって、本明細書においては、許容される誤差範囲に収まっている場合も式（１０）が満たされているものとする。
【００４６】
ここで、本発明の図において、矢印としてＸ線が描かれているが、これは伝搬方向に垂直な方向で幅をもったＸ線の代表的な一部を、説明を容易にするために描いたもので、伝搬するＸ線全体を描いたものではない。このように矢印でＸ線を描くことにより、説明に用いる図の中でのＸ線の伝搬方向などを明確化している。特に、入射Ｘ線は、少なくとも導波路の入射端のコア断面全体に照射され、出射Ｘ線は導波路の出射端のコア断面全体から出射される。
【００４７】
本発明のＸ線導波路のコアをなす周期構造体は、導波方向とコアとクラッドの界面に垂直な方向のなす面内において、コアとクラッドの界面に垂直な方向で屈折率実部の周期的な分布をもつものである。このような周期構造体の最も簡単な構成材料は多層膜である。多層膜は、屈折率実部の異なる複数の物質の層を周期的に積層した構成のものである。特に、電子密度の高い（屈折率実部が小さい）物質と電子密度の低い（屈折率実部が大きい）物質を交互に積層する構成が好ましい。
【００４８】
積層する方法としては半導体プロセスで用いられるスパッタ法などを用いることができる。また、スパッタ法を用いた場合に積層する、Ｘ線の吸収損失の比較的小さい電子密度の高い物質としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）など、Ｘ線の吸収損失の小さい電子密度の低い物質としては、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、ボロンナイトライド（ＢＮ）、炭素（Ｃ）などが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００４９】
また、多層膜として、両親媒性分子の自己集合により形成される１次元周期構造体であるラメラ構造のメソ構造体を用いることもできる。このようなメソ構造体は、シリカや酸化スズ、酸化チタンなどの酸化物と有機物が交互に重なった構成のものであり、ゾル−ゲル法などによって作製が可能である。
【００５０】
また、周期構造体をメソ構造体で構成する場合、ラメラ構造のメソ構造体に限らず、酸化物材料中に有機物の孔やボイドが、導波方向に垂直な面内で周期的に配列されたメソ構造体を周期構造体として用いることもできる。このようなメソ構造体は導波方向に垂直な面内で２次元的な構造を有するが、コアとクラッドの界面に垂直な方向において、平均的な屈折率が周期的に変化する１次元的な周期構造を有すると考えることができるため、本発明のＸ線導波路のコアを構成する周期構造体として好ましいものである。
【００５１】
さらに、このようなメソ構造体中の孔やボイド中の有機物を除去した、メソポーラス材料を周期構造体とすることもできる。メソポーラス材料中には空の部分が存在するため、Ｘ線の吸収損失を低減することができる。Ｘ線の減衰を低く抑えるためにこれらの孔は配向制御されていてもよい。前述したように、本明細書中では、空気や真空も『物質』概念に包含させている。したがって、メソポーラス材料の孔の部分が空気や真空であったとしても、屈折率の異なる部分を有するので、複数の物質から構成されたメソ構造体ということができる。
【００５２】
本発明のＸ線導波路が、式（６）を満たして構成されている場合、クラッドをなす物質としては、コアにＸ線を閉じ込めるための全反射を強く起こすことができるように、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓなどの電子密度の高い物質から選ばれることが好ましい。
【００５３】
本発明のＸ線導波システムについて説明する。本発明のＸ線導波システムは、少なくとも、Ｘ線源およびＸ線導波路を有する。Ｘ線源は、１ｐｍ以上１００ｎｍ以下の波長の、一般的なＸ線帯域の電磁波をＸ線として照射する。Ｘ線源から照射されるＸ線は、単一の波長であっても、幅を持っていてもよい。Ｘ線源から照射されたＸ線は、Ｘ線導波路に入射される。本発明のＸ線導波システムの導波路は、上記のＸ線導波路を用いることができる。
【実施例１】
【００５４】
図９は本発明の実施例１のＸ線導波路の、基板表面に垂直で導波方向を含む断面を示す図である。本実施例のＸ線導波路の構成において、基板部が最下部に配置されているものとして、上下方向を定義する。Ｘ線の導波方向は図中の点線９０８で表わされる方向である。点線９０８の長さに相当する導波路の長さは約３ミリメートルである。９０１は石英よりなる基板で、その表面は、研磨工程を通して図中のｙｚ面内で曲率半径２メートルのシリンドリカル形状の曲面となるように形成されている。石英基板９０１上にスパッタ法により、Ｗよりなる厚さ２０ナノメートルの下部クラッド９０３、コアをなす周期構造体である多層膜９０２、Ｗからなる厚さ２０ナノメートルの上部クラッド９０４が形成されている。また周期構造体である多層膜９０２は、厚さ１２ナノメートルの炭素（Ｃ）層９０６と厚さ４ナノメートルの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層９０７が交互に積層されて周期構造体をなしているもので、その周期数は５０、コアとクラッドの界面に垂直な方向における周期は１６ナノメートルである。ただし、コアの最上部と最下部は低屈折率実部をもつＡｌ２Ｏ３の膜で構成されている。８キロエレクトロンボルトの光子エネルギーをもつＸ線に対して、クラッドとコアの界面における全反射臨界角が約０．５１°、多層膜中の単位構造をなす酸化アルミニウムとカーボンの界面における全反射臨界角が約０．１９°、多層膜の周期性に起因するブラッグ角が約０．３５°であり、式（５）と式（６）を満たす構成となっており、このＸ線導波路中では周期共鳴導波モードが支配的な導波モードとなる。本実施例のＸ線導波路は、ｙｚ面内において曲率半径２メートルで曲がっているので、導波路中の周期共鳴導波モードのＸ線は、点線９０８で示される導波方向に沿って、曲げられながら導波することになる。ここで、コアとクラッドに垂直な方向におけるコアの幅が、約８０４ナノメートルであり、光子エネルギー８キロエレクトロンボルトのＸ線に対して、クラッドの屈折率実部の値が約０．９９９９５２９９２、多層膜を構成する物質のうち屈折率実部が小さい酸化アルミニウムの屈折率実部の値が、約０．９９９９８７２２２４５４４であるので、式（１）が満たされ、コアに閉じ込められた周期共鳴導波モードのＸ線が導波することが可能となっている。また、Ｘ線の入射端面における導波方向を直線９０９、Ｘ線の出射端面における導波方向を直線９１０で表した場合、直線９０９と直線９１０は角度０．０８°をなすことになるので、本実施例のＸ線導波路により、周期共鳴導波モードの導波方向は、０．０８°変化することになる。例えば、Ｘ線の入射端面における導波方向に対して約０．３５°のブラッグ角をなしてＸ線９１３を入射した場合、出射端面からのＸ線は遠視野領域において、出射端面での導波方向に対して約０．３５°をなして回折された出射Ｘ線９１１と９１２を形成する。出射Ｘ線として９１１を選択すれば、入射Ｘ線の方向を約０．７８°変化させることができることになる。さらに、本実施例における周期共鳴導波モードを利用しているため、出射Ｘ線は、空間的に位相がそろった発散角の非常に小さい伝搬光となる。
【実施例２】
【００５５】
本発明のＸ線導波路の実施例２に係るＸ線導波路の、基板表面に垂直で導波方向を含む断面を図１０に示す。研磨工程を通して表面が曲率半径約１メートルで曲がったシリンドリカル面となっている石英基板上１００１に、スパッタ法により、厚さ約２０ナノメートルのタングステン（Ｗ）からなる下部クラッド１００３上にコアである多層膜１００２、さらにその上に厚さ約２０ナノメートルのタングステン（Ｗ）からなる上部クラッド１００４が形成されたものである。この断面においてコアの中心を通る点線１００８が導波方向を示しており、その長さをこの導波路の長さとする。本実施例では、導波路の長さは約１０．５ミリメートルである。コアである多層膜１００２は、厚さ約３ナノメートルの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層１００７と厚さ約１２ナノメートルのボロンカーバイト（Ｂ４Ｃ）層１００６からなる単位構造１００５が１００層積層されたもので、周期約１５ナノメートル、周期数１００の周期構造体である多層膜となっている。ただし、多層膜の上下端層は、酸化アルミニウム層となっている。光子エネルギー１０キロエレクトロンボルトのＸ線に対して、クラッドとコアの界面における全反射臨界角は、約０．４３°、多層膜中の単位構造をなす酸化アルミニウムとカーボンの界面における全反射臨界角が約０．１８°、多層膜におけるブラッグ角θＢ（°）が約０．３°であるので、本実施例のＸ線導波路は式（５）および式（６）を満たし、周期共鳴導波モードを形成してＸ線を導波することができる。また、本実施例のＸ線導波路の長さは約１０．５ミリメートルであり、式（１０）を満たす。図１０において、導波路の入射端付近での導波方向を表す直線１００９とブラッグ角をなすようにＸ線を入射することにより、入射Ｘ線１０１３は効率よく周期共鳴導波モードに結合して、周期共鳴導波モードのＸ線が導波路中を導波して、出射端から出射される。導波路の出射端付近における導波方向を表す直線１０１０とブラッグ角をなす二つの方向に出射Ｘ線が回折される。本実施例のＸ線導波路は式（１０）を満たすように構成されているので、入射Ｘ線１０１３と出射Ｘ線１０１２は同軸上を伝搬するものとなり、このことはＸ線光学系の中で光軸を変化させないという利点となる。
【実施例３】
【００５６】
本発明の実施例３にかかるＸ線導波路は、実施例１で述べたＸ線導波路のコアをラメラ構造のメソ構造体に代えたものである。本実施例のＸ線導波路のコアをなすラメラ構造のメソ構造体は、石英基板上に形成したタングステンからなるクラッド上に形成されており、厚さ約７．７ナノメートルの屈折率実部の大きい物質である有機物の層と、厚さ約３．３ナノメートルの屈折率実部の小さい物質であるシリカの層が交互に積層されたもので、コアとクラッドの界面に垂直な方向において１次元の周期的な屈折率分布を与えている。このラメラ構造のメソ構造体の周期は、約１１ナノメートル、周期数は４８である。導波路の長さは約４ミリメートルである。本実施例のラメラ構造のメソ構造体は、集合体が鋳型として機能する界面活性剤の溶液に、無機酸化物の前駆体を加えることで調製された前駆溶液を用いて、ディップコート法により形成されたものである。ここでは、界面活性剤としてブロックポリマーを、無機酸化物の前駆体としてテトラエトキシシランを用い、エタノールを溶媒とし、無機酸化物の前駆体の加水分解を行うための水、塩酸を加え、攪拌することで調製される。混合比（モル比）は、テトラエトキシシラン：１、ブロックポリマー：０．０２６４、水：８、塩酸：０．０１、エタノール：４０である。ブロックポリマーとしては、ポリエチレングリコール（２０）‐ポリプロピレングリコール（７０）‐ポリエチレングリコール（２０）のトリブロックコポリマーを用いる。（カッコ内は各ブロックの繰り返し数）導入された溶液の溶媒が揮発する過程において自己組織化プロセスにより、ラメラ構造のメソ構造体が形成される。光子エネルギー８キロエレクトロンボルトのＸ線に対し、ラメラ構造のメソ構造体の単位構造をなす有機物とシリカの界面における全反射臨界角が約０．１３°、コアとクラッドの界面における全反射臨界角は約０．５３°であり、ラメラ構造のメソ構造体のブラッグ角は約０．４４°であるので、本実施例のＸ線導波路の構成は、式（５）および式（６）を満たし、周期共鳴導波モードが形成され、本実施例のＸ線導波路により周期共鳴導波モードのＸ線を曲げて導波させることができ、Ｘ線の入射端と出射端の間で導波方向は約０．１１５°変化する。
【実施例４】
【００５７】
本発明の実施例４にかかるＸ線導波路は、実施例３で述べたＸ線導波路のコアであるラメラ構造のメソ構造体をメソポーラス材料に代えたものであり、導波路の長さは約３ミリメートルである。本実施例のＸ線導波路のコアをなすメソポーラス材料は、多数の均一な径の空孔がシリカ中に存在するメソポーラスシリカ材料である。このメソポーラスシリカ材料の導波方向に垂直な断面は２次元の構造を有しているが、空気部分が比較的多い層とシリカ部分が比較的多い部分が、コアとクラッドの界面に垂直な方向で交互に積層されたものとなっており、この方向で平均的屈折率が周期的に変化する屈折率分布をもつ。つまり、コアとクラッドの界面に垂直な方向において、１次元の周期構造体となっており、その周期はおよそ１０ナノメートル、周期数は５０である。特に、膜形成後の鋳型除去工程により、メソポーラスシリカ中の孔の中が空洞化したものは、Ｘ線の伝搬損失を小さくすることができる。このメソポーラスシリカの前駆溶液としては、実施例３に記載の前駆溶液の調製方法において、混合比（モル比）を、テトラエトキシシラン：１、ブロックポリマー：０．００９６、水：８、塩酸：０．０１、エタノール：４０としたものが用いられる。この溶液をタングステンからなる下部クラッドの上部に塗布、乾燥、熟成させたのち溶媒に浸漬することにより、鋳型であるブロックコポリマーを抽出除去しメソポーラスシリカ膜を調整する。このように、本実施例のＸ線導波路のコアは、鋳型除去工程により孔の中の有機物が除去されたメソポーラスシリカである。周期構造体が、ラメラ構造のメソ構造体のように膜の積層構造でなないので、コアとクラッドの界面に垂直な方向におけるメソポーラスシリカの単位構造中での全反射臨界角は明確には定義されず、このような場合は式（５）は満たされているものとなる。光子エネルギー１０キロエレクトロンボルトのＸ線に対し、コアとクラッドの界面における全反射臨界角は約０．４３°であり、コアとクラッドの界面に垂直な方向における平均的な屈折率実部の周期性に対応するメソポーラスシリカであるメソ構造体のブラッグ角は約０．３６°であるので、式（６）も満たされている。よって、本実施例のＸ線導波路により周期共鳴導波モードのＸ線を曲げて導波させることができ、Ｘ線の入射端と出射端の間で導波方向は約０．０９°変化する。
【実施例５】
【００５８】
本実施例のＸ線導波路を図１１に示す。本実施例のＸ線導波路は、導波方向が平坦な基盤面内で曲げられていることを特徴とするもので、コアとして実施例４で述べたメソポーラスシリカ材料を用いたものである。本実施例のＸ線導波路の構成において、基板部が最下部に配置されているものとして、上下方向を定義する。平坦なシリコン（Ｓｉ）基板１１０１に、電子ビームリソグラフィーとドライエッチングを行うことにより、図中のｚｘ面内で曲率半径２メートルで曲がっている幅約１マイクロメートル、深さ約１マイクロメートルの溝部分１１０７を形成した後、スパッタ法により厚さ約２０ナノメートルのタングステンからなる第一のクラッド１１０２を形成する。ディップコート法により、これにメソポーラスシリカ材料の前駆溶液を塗布すると、溶媒が揮発する際に、自己組織的にメソ構造体が、第一のクラッド１１０２上に形成される。その後、研磨工程により溝部分１１０７以外に成膜されたメソポーラス材料を除去した上に、さらに厚さ２０ナノメートルのタングステンからなる第二のクラッド１１０４をスパッタ法により、表面に成膜する。このようにして、図１１中のｘｙ面内において、クラッドに囲まれたコア１１０３を有するＸ線導波路が形成される。導波方向は、図１２の点線１２０１で示されるように、基板面に平行な方向つまりｚｘ面内で、曲率半径２メートルで曲げられていることにより、式（１）が満たされている。これは、基板に形成された溝が曲がっていることによるものである。メソポーラス材料は、シリカ１１０６中で、導波方向に延びる空孔部分１１０５が周期的に配列されたもので、図１１中のｘ方向において平均的な屈折率実部が周期的な分布をもつ周期構造体となっている。ｘ方向における周期構造の周期は約１２ナノメートルで、周期数は８０である。実施例４と同様、周期構造体が、ラメラ構造のメソ構造体のように膜の積層構造でなないので、コアとクラッドの界面に垂直な方向におけるメソポーラスシリカの単位構造中での全反射臨界角は明確には定義されず、このような場合は式（５）は満たされているものとなる。光子エネルギー８キロエレクトロンボルトのＸ線に対して、ｚｘ面内での第一のクラッド１１０２とコア１１０３のｙｚ面に平行な界面における全反射臨界角は約０．５３°であり、周期構造体のｘ方向の周期性によるブラッグ角は約０．３８°であるので、本実施例のＸ線導波路によって周期共鳴導波モードのＸ線を基板に平行な面内において曲げることができる。本実施例のメソポーラスシリカ材料は導波方向に垂直な面内で２次元の周期性を有しているので、周期共鳴導波モードは２次元の周期性と共鳴した導波モードであり、導波方向に垂直な面内でその位相がそろったものとなっている。導波路の長さは約４ミリメートルであり、導波路のＸ線の入射端付近の導波方向に対して、導波路のＸ線の出射端付近の導波方向は最終的に約０．１２°変化する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のＸ線導波路は、シンクロトロンなどから出力されるＸ線を操作するためのＸ線光学系、Ｘ線撮像技術、Ｘ線露光技術などにおけるＸ線光学系などに用いられる部品などのＸ線光学技術分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  コア
１０２  単位構造
１０３，１０４  物質
１０５，１０６  クラッド
１０７  コアの中心
１０８  導波路の中心の長さ
１０９，１１０  Ｘ線
７０１，７０２  クラッド
７０３  コア
７０４  コアの中心の長さ
７０５，７０６，７０７  Ｘ線
【図１】
2013137307.tif 000012
【図２】
2013137307.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2013137307.tif 000019
【図９】
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【図１０】
2013137307.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
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