(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面に入射する放射光ビームに含まれているＸ線領域の電磁波をＸ線ビームとして反射する長尺ミラーと、該長尺ミラーの各端部をそれぞれ保持する揺動ホルダと、長尺ミラーが湾曲し得るように各揺動ホルダを枢支する支持ホルダと、長尺ミラーの反射面側あるいは反射面の裏面側に沿って配置され且つ両端近傍部分がそれぞれ揺動ホルダに軸線方向への微小移動が許容され得るように挿通された湾曲用弾性体と、該湾曲用弾性体に２箇所で嵌着し且つ長尺ミラーに対して近接・離反可能な変位ホルダとを備え、湾曲用弾性体への変位ホルダの嵌着位置を、湾曲用弾性体の軸線方向に非対称に設定したことを特徴とする放射光ミラー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射光ミラー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光速に近い速度で移動する電子がその進行方向を磁場や電場で曲げられると、電子の軌道の接線方向に放射光と呼ばれる電磁波（光）を放出する。
【０００３】
図１０は放射光発生手段の一例を示すもので、１は線形加速装置であり、該線形加速装置１は、電子（荷電粒子）ｅを出射する電子発生装置２と、一端が電子発生装置２に接続された直管状の加速ダクト３と、該加速ダクト３の内部を移動する電子ｅに高周波を付与して該電子ｅを加速する高周波加速装置４とを有している。
【０００４】
加速ダクト３の他端には、湾曲管状の偏向ダクト５の一端が接続されており、偏向ダクト５には、その内部を移動する電子ｅの軌道を曲げるための偏向電磁石６が設けられている。
【０００５】
７はシンクロトロン（電子蓄積リング）であり、該シンクロトロン７は、電子ｅに周回軌道を形成させるための無端状ダクト８を有しており、該無端状ダクト８の所要箇所には、前記の偏向ダクト５の他端が接続されている。
【０００６】
この無端状ダクト８の湾曲部分には、その内部を移動する電子ｅの軌道を曲げるための偏向電磁石９が設けられ、無端状ダクト８の所要箇所には、該無端状ダクト８の内部を移動する電子ｅに高周波を付与して該電子ｅを加速する高周波加速装置１０が設けられている。
【０００７】
また、無端状ダクト８の所要箇所の湾曲部には、該湾曲部において光速に近い速度で移動する電子ｅの進行方向が曲げられることにより放出される放射光ビームＳを、無端状ダクト８の外部へ導くためのビームライン１１の一端が接続され、ビームライン１１の他端には、放射光ビームＳを照射光源とする実験を行なう実験装置１２が設けられている。
【０００８】
更に、ビームライン１１の他端には、ビームライン１１の内部を真空状態に保持するためのベリリウム窓（図示せず）が設けられている。
【０００９】
図１０に示す放射光発生手段によって放射光ビームＳを放出させる際には、加速ダクト３、偏向ダクト５、無端状ダクト８、ビームライン１１の内部を超高真空状態に減圧して、電子ｅが光速に近い速度で移動できる状態とした後、電子発生装置２から電子ｅを出射させる。
【００１０】
電子発生装置２から出射される電子ｅは、高周波加速装置４によって加速され、更に、偏向電磁石６により軌道を曲げられることにより無端状ダクト８に入射する。
【００１１】
無端状ダクト８に入射する電子ｅは、高周波加速装置１０により加速されるとともに、偏向電磁石９により各湾曲部において軌道を曲げられ、これにより、電子ｅから該電子ｅの軌道の接線方向へ放射光ビームＳが放出される。
【００１２】
無端状ダクト８の所定箇所の湾曲部において放出される放射光ビームＳは、ビームライン１１を経て実験装置１２に入射する。
【００１３】
この放射光ビームＳは、可視領域からＸ線領域にわたる波長の電磁波を含み、また、無端状ダクト８を周回する電子ｅの軌道上を発光点として進行方向に広がる発散光である。
【００１４】
そこで、実験装置１２において、Ｘ線領域の電磁波を利用する実験を行なう場合には、放射光ビームＳに含まれているＸ線領域の電磁波を集光する放射光ミラー装置をビームライン１１に組み込むようにしている。
【００１５】
図５乃至図９は従来の放射光ミラー装置の一例を示すもので、この放射光ミラー装置は、長尺ミラー１３と、該長尺ミラー１３の両端部を保持する揺動ホルダ１４と、該揺動ホルダ１４を長尺ミラー１３が湾曲し得るように枢支する支持ホルダ１５と、前記の揺動ホルダ１４を相互に連結する湾曲用弾性体１６と、前記の長尺ミラー１３、揺動ホルダ１４、支持ホルダ１５、湾曲用弾性体１６を内装するミラーチェンバ１７とを備えている。
【００１６】
長尺ミラー１３は、炭化珪素（ＳｉＣ）、あるいは珪素（Ｓｉ）の単結晶と炭化珪素を角棒状に形成したもので、上面がＸ線領域の電磁波を反射し得る反射面１８になっている。
【００１７】
揺動ホルダ１４は、長尺ミラー１３の端部下面の左右縁部付近に下方から当接し且つ長尺ミラー１３の幅方向中央部で該長尺ミラー１３に対して間隙が形成される形状の下部構成部材１９と、一面が長尺ミラー１３の右側面あるいは左側面に当接し且つ下端部が下部構成部材１９の左右縁部付近にボルト締結された左右の側部構成部材２０と、下面が長尺ミラー１３の上面に対峙し且つ左右縁部付近が側部構成部材２０の上端部にボルト締結された上部構成部材２１と、該上部構成部材２１と長尺ミラー１３の上面との間に介在する押え部材２２と、上部構成部材２１に螺合され且つ押え部材２２を長尺ミラー１３へ押圧する押えボルト２３とによって構成されている。
【００１８】
この揺動ホルダ１４に長尺ミラー１３の端部を装着する際、あるいは、揺動ホルダ１４から長尺ミラー１３の端部を離脱させる際には、側部構成部材２０に対する上部構成部材２１のボルト締結を解除し、上部構成部材２１を取り外すことになる。
【００１９】
また、側部構成部材２０のそれぞれには、長尺ミラー１３の幅方向に延びる枢支軸２４が互いに同軸に且つ長尺ミラー１３の厚さ方向中心部に位置するように嵌入されている。
【００２０】
更に、下部構成部材１９には、下方へ突出する弾性体受け部２５が設けられている。
【００２１】
支持ホルダ１５は、揺動ホルダ１４の直下に配置された下部構成部材２６と、一面が揺動ホルダ１４の右側面あるいは左側面に対峙し且つ下端部が下部構成部材２６の左右縁部付近にボルト締結された左右の側部構成部材２７と、揺動ホルダ１４の直上に配置され且つ左右縁部付近が側部構成部材２７の上端部にボルト締結された上部構成部材２８とによって構成されている。
【００２２】
先に述べたように、揺動ホルダ１４に長尺ミラー１３の端部を装着する際、あるいは、揺動ホルダ１４から長尺ミラー１３の端部を離脱させる際には、側部構成部材２７に対する上部構成部材２８のボルト締結を解除し、上部構成部材２８を取り外すことになる。
【００２３】
また、側部構成部材２７には、ベアリング２９を介して前記の枢支軸２４が支持されている。
【００２４】
湾曲用弾性体１６には、それぞれ同形状に形成された２本の金属性丸棒が適用されている。
【００２５】
この湾曲用弾性体１６は、長尺ミラー１３の下方において反射面１８に対して略平行となるように且つ長尺ミラー幅方向に並行配置されており、各湾曲用弾性体１６の一端近傍部分は、一方の揺動ホルダ１４の弾性体受け部２５に装着したスラストブッシュ３０に軸線方向への微小移動が許容されるように嵌入され、各湾曲用弾性体１６の他端近傍部分は、他方の揺動ホルダ１４の弾性体受け部２５に装着したスラストブッシュ３０に軸線方向への微小移動が許容されるように嵌入されている。
【００２６】
更に、それぞれの湾曲用弾性体１６の端部には、スラストブッシュ３０から湾曲用弾性体１６が抜け出すことを防止するためのスナップリング（抜け出し防止部材）５０が装着されている。
【００２７】
これらの長尺ミラー１３、揺動ホルダ１４、支持ホルダ１５、湾曲用弾性体１６を内装するミラーチェンバ１７は、図９に示すように、一側部が開放され得るように形成され、またミラーチェンバ１７の一端部と他端部とには、略水平に延びる短管３１，３２が設けられており、一方の短管３１には、無端状ダクト８（図１０参照）に連なるビームライン１１の放射光進行方向上流側部分がフランジ接続され、他方の短管３２には、実験装置１２に連なるビームライン１１の放射光進行方向下流側部分がフランジ接続されている。
【００２８】
また、ミラーチェンバ１７の一端外側部分及び他端外側部分には、該ミラーチェンバ１７を後述する架台３３に支持するためのブラケット３４が固着されている。
【００２９】
架台３３は、図９に示すように、建屋床面に設置された台盤３５と、該台盤３５の両端部に立設された柱部材３６と、前後の柱部材３６の間に配置され且つ両柱部材３６の上下方向中間部分に略水平に支持された梁部材３７とから構成されており、前記のミラーチェンバ１７は、ブラケット３４に螺合した略垂直に延びる高さ調整用ボルト３８の下端部が両柱部材３６の上端部の受け座３９に当接するように、架台３３に搭載されている。
【００３０】
梁部材３７の一端近傍部分と他端近傍部分とには、上方に向かって略垂直に突出しステッピングモータ及び歯車減速機構によって昇降し得るロッド４０を具備した位置調整用アクチュエータ４１がそれぞれ取付けられている。
【００３１】
位置調整用アクチュエータ４１のロッド４０は、それぞれミラーチェンバ１７の底部を昇降可能に貫通し、両ロッド４０の先端部には、先に述べた支持ホルダ１５の下部構成部材２６が連結されており、一方の短管３１からミラーチェンバ１７の内部へ向かって進行する放射光ビームＳ等の光波が、長尺ミラー１３の一端部と一方の揺動ホルダ１４の上部構成部材２１との間隙を通過するように、また、ミラーチェンバ１７の内部から他方の短管３２へ向かって進行する上記の光波が、長尺ミラー１３の他端部と他方の揺動ホルダ１４の上部構成部材２１との間隙を通過するようになっている。
【００３２】
更に、両位置調整用アクチュエータ４１のケーシングは、梁部材３７の上方に該梁部材３７に対して平行に位置するように配置された他の梁部材４２の両端部をそれぞれ支持している。
【００３３】
梁部材４２の中間部分には、上方へ向かって略垂直に突出しステッフピングモータ及び歯車機構によって昇降し得るロッド４３を具備した湾曲量調整用アクチュエータ４４が取付けられている。
【００３４】
湾曲量調整用アクチュエータ４４のロッド４３は、ミラーチェンバ１７の底部を昇降可能に貫通し、ロッド４３の先端部には、変位ホルダ４７が取付けられている。
【００３５】
この変位ホルダ４７は、先に述べた湾曲用弾性体１６に対して直交する方向へ略水平に延びる短円柱状の上側変位伝達部材４５及び下側変位伝達部材４６を有しており、上側変位伝達部材４５は、湾曲用弾性体１６の軸線方向中間部分に上方から当接し得るように、また、下側変位伝達部材４６は、湾曲用弾性体１６の軸線方向中間部分に下方から当接し得るようになっている。
【００３６】
更に、各位置調整用アクチュエータ４１のロッド４０において、梁部材４２とミラーチェンバ１７との間に位置する部分には、ベローズ４８が遊嵌し、また、湾曲量調整用アクチュエータ４４のロッド４３において、梁部材４２とミラーチェンバ１７との間に位置する部分には、ベローズ４９が遊嵌している。
【００３７】
上記のベローズ４８，４９の上端部は、ミラーチェンバ１７の底部に密接するように固着され、ベローズ４８，４９の下端部は、梁部材４２の上面に密着するように固着されており、これらのベローズ４８，４９によって、ミラーチェンバ１７の内部への外気の侵入が阻止され、ミラーチェンバ１７の内部の真空が保持されるようになっている。
【００３８】
図５乃至図９に示す放射光ミラー装置により、放射光ビームＳに含まれているＸ線領域の電磁波を集光する際には、各位置調整用アクチュエータ４１を適宜作動させ、一方の短管３１からミラーチェンバ１７の内部へ向かって進行する放射光ビームＳが長尺ミラー１３の反射面１８に対して斜入射し得るように、長尺ミラー１３の角度を調整する。
【００３９】
次いで、湾曲量調整用アクチュエータ４４を作動させて、変位ホルダ４７を下降させると、上側変位伝達部材４５が湾曲用弾性体１６の軸線方向中央部分に当接して当該部分を押し下げ、両揺動ホルダ１４がそれぞれの枢支軸２４を中心に回動して、反射面１８が凹曲面状となるように長尺ミラー１３が湾曲する。
【００４０】
これにより、一方の短管３１からミラーチェンバ１７の内部へ向かって進行する放射光ビームＳは、長尺ミラー１３の一端部と一方の揺動ホルダ１４の上部構成部材２１との間隙を通過して凹曲面状になっている長尺ミラー１３の反射面１８に入射し、放射光ビームＳに含まれているＸ線領域の電磁波が反射面１８により略平行光に集光され、反射面１８から他方の短管３２へ向かってＸ線ビームＸが出射され、該Ｘ線ビームＸは、長尺ミラー１３の他端部と他方の揺動ホルダ１４の上部構成部材２１との間隙を通過する。
【００４１】
また、湾曲量調整用アクチュエータ４４によって、変位ホルダ４７を先に下降させた位置から上昇させると、湾曲用弾性体１６に対する押し下げ量が減少し、この押し下げ量の減少に伴い、両揺動ホルダ１４がそれぞれの枢支軸２４を中心に回動し、長尺ミラー１３の反射面１８が平板に近い形状に復帰する。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
Ｘ線ビームＸを効率よく利用するためには、反射面１８から出射されるＸ線ビームＸが長尺ミラー１３よりもビーム進行方向下流側の所定位置で集光するように、反射面１８を楕円もしくは放物線形状の凹湾曲面に設定することが望ましい。
【００４３】
しかしながら、上述した放射光ミラー装置では、全長にわたって均一な状態の２本の湾曲用弾性体１６の軸線方向中央部分に変位ホルダ４７が嵌着しているので、該変位ホルダ４７の昇降により揺動ホルダ１４を介して長尺ミラー１３の各端部に付与される曲げモーメントが略等しくなり、よって、長尺ミラー１３の反射面１８が略円形曲面に設定されることになる。
【００４４】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、反射面を略楕円もしくは放物線形状の凹湾曲面にできる放射光ミラー装置を提供することを目的とするものである。
【００４５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の放射光ミラー装置では、反射面に入射する放射光ビームに含まれているＸ線領域の電磁波をＸ線ビームとして反射する長尺ミラーと、該長尺ミラーの各端部をそれぞれ保持する揺動ホルダと、長尺ミラーが湾曲し得るように各揺動ホルダを枢支する支持ホルダと、長尺ミラーの反射面側あるいは反射面の裏面側に沿って配置され且つ両端近傍部分がそれぞれ揺動ホルダに軸線方向への微小移動が許容され得るように挿通された湾曲用弾性体と、該湾曲用弾性体に２箇所で嵌着し且つ長尺ミラーに対して近接・離反可能な変位ホルダとを備え、湾曲用弾性体への変位ホルダの嵌着位置を、湾曲用弾性体の軸線方向に非対称に設定している。
【００４６】
本発明の放射光ミラー装置においては、湾曲用弾性体の軸線方向に非対称な２箇所の位置を、変位ホルダにより一体的に長尺ミラーに対して近接離反させ、揺動ホルダを介して長尺ミラーの各端部に大きさが異なる曲げモーメントを付与し、長尺ミラーの反射面を略楕円もしくは放物線形状の凹湾曲面に設定する。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００４８】
図１乃至図４は本発明の放射光ミラー装置の実施の形態の一例を示すもので、図中、図５乃至図９と同一の符号を付したものは同一物を表している。
【００４９】
この放射光ミラー装置は、長尺ミラー１３と、該長尺ミラー１３の各端部をそれぞれ保持する揺動ホルダ１４と、各揺動ホルダ１４を枢支する支持ホルダ１５と、長尺ミラー１３の反射面１８の裏面側に沿って配置され且つ両端近傍部分が揺動ホルダ１４の弾性体受け部２５に挿通された２本の湾曲用弾性体１６と、長尺ミラー１３に対して近接離反可能な変位ホルダ５１とを備えている。
【００５０】
変位ホルダ５１は、左右の湾曲用弾性体１６に下方から嵌合する曲面溝５２を有する２箇の下側嵌合部材５３、左右の湾曲用弾性体１６に上方から嵌合する曲面溝５４を有し且つ前記の各下側嵌合部材５３に個別にボルト締結され得る上側嵌合部材５５と、各下側嵌合部材５３を湾曲用弾性体１６の軸線方向に所定の間隔を隔ててピン結合する変位伝達部材５６とで構成されている。
【００５１】
両嵌合部材５３，５５の曲面溝５２，５４は、軸線方向中央で湾曲用弾性体１６の外周面に線状に接触する形状に形成されている。
【００５２】
また、湾曲用弾性体１６への一方の嵌合部材５３，５５の嵌着位置と、湾曲用弾性体１６への他方の嵌合部材５３，５５の嵌着位置は、湾曲用弾性体の軸線方向に非対称に設定されている。
【００５３】
更に、変位伝達部材５６は、その長手方向中間部分を湾曲量調整用アクチュエータ４４（図９参照）のロッド４３の上端部に螺着され、該ロッド４３とともに変位ホルダ５１が長尺ミラー１３に対して近接離反するようになっている。
【００５４】
図１乃至図４に示す放射光ミラー装置により、放射光ビームＳに含まれているＸ線領域の電磁波を、Ｘ線ビームＸとして集光する際には、湾曲量調整用アクチュエータ４４（図９参照）で変位ホルダ５１を下降させると、該変位ホルダ５１の下降に伴い、湾曲用弾性体１６の軸線方向に非対称な２箇所が押し下げられ、湾曲用弾性体１６，１６の両端部を保持している両揺動ホルダ１４，１４がそれぞれの枢支軸２４を中心として、反射面１８が凹曲面状になるように長尺ミラー１３を湾曲する。
【００５５】
このとき、湾曲用弾性体１６，１６の一側端部が保持されている一方の揺動ホルダ１４を介して長尺ミラー１３の端部に付与される曲げモーメントの大きさと、湾曲用弾性体１６，１６の他側端部が保持されている他方の揺動ホルダ１４を介して長尺ミラー１３の端部に付与される曲げモーメントの大きさとが異なるため、長尺ミラー１３の反射面１８が略楕円もしくは放物線形状の凹湾曲面に設定される。
【００５６】
これにより、放射光ビームＳが、長尺ミラー１３の一端部と一方の揺動ホルダ１４の上部構成部材２１との間を通過して、長尺ミラー１３の反射面１８に入射し、放射光ビームＳに含まれているＸ線領域の電磁波が反射面１８により略平行光に集光され、反射面１８から出射されるＸ線ビームＸが、長尺ミラー１３の他端部と他方の揺動ホルダ１４の上部構成部材２１との間隙を通過する。
【００５７】
また、湾曲量調整用アクチュエータ４４で変位ホルダ５１を先に下降させた位置から上昇させると、該変位ホルダ５１の上昇に伴い、湾曲用弾性体１６，１６の軸線方向の非対称な２箇所の押し下げ量が減少し、両揺動ホルダ１４，１４がそれぞれの枢支軸２４を中心に回動し、長尺ミラー１３の反射面１８が平板に近い形状に復帰する。
【００５８】
このように、図１乃至図４に示す放射光ミラー装置では、変位ホルダ５１により湾曲用弾性体１６，１６の軸線方向の非対称な２箇所の部分を押し下げると、揺動ホルダ１４，１４を介して長尺ミラー１３の各端部に大きさが異なる曲げモーメントが付与されるので、長尺ミラー１３の反射面１８を略楕円もしくは放物線形状の凹湾曲面に設定することができ、よってＸ線領域の電磁波を効率よく集光することが可能になる。
【００５９】
また、湾曲量調整用アクチュエータ４４（図９参照）のロッド４３が、長尺ミラー１３の長手方向中央に位置しているので、長尺ミラー１３及びミラーチェンバ１７（図９参照）の長手方向に寸法が小さい場合でも、ロッド４３に対する前後のロッド４０の間隔が等しくなり、よって、図９に示す湾曲量調整用アクチュエータ４４に付帯するベローズ４９と、位置調整用アクチュエータ４４に付帯するベローズ４８とが干渉することを回避できる。
【００６０】
なお、本発明の放射光ミラー装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の放射光ミラー装置によれば、両端近傍部分がそれぞれ揺動ホルダに挿通された湾曲用弾性体の軸線方向の非対称な２箇所を、変位ホルダにより長尺ミラーに対して近接離反させ、揺動ホルダを介して長尺ミラーの各端部に大きさが異なる曲げモーメントを付与するので、反射面が略楕円もしくは放物線形状の凹湾曲面になるように長尺ミラーを撓ませることができ、よって、放射光ビームに含まれるＸ線領域の電磁波を、Ｘ線ビームとして効率よく集光することが可能になる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射光ミラー装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に関連する放射光ミラー装置の概念を示す側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】従来の放射光ミラー装置の一例を示す概念図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。
【図９】図５に示す放射光ミラー装置が組み込まれたビームラインを示す概念図である。
【図１０】放射光発生手段の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１３          長尺ミラー
１４          揺動ホルダ
１５          支持ホルダ
１６          湾曲用弾性体
１８          反射面
５１          変位ホルダ
【図１】
0004186320.tif 000002
【図２】
0004186320.tif 000003
【図３】
0004186320.tif 000004
【図４】
0004186320.tif 000005
【図５】
0004186320.tif 000006
【図６】
0004186320.tif 000007
【図７】
0004186320.tif 000008
【図８】
0004186320.tif 000009
【図９】
0004186320.tif 000010
【図１０】
0004186320.tif 000011