Ｘ線分配装置およびＸ線分配システム
【課題】 Ｘ線源からのＸ線ビームを２以上の場所に供給することが可能なＸ線分配装置およびＸ線分配システムを提供する。
【解決手段】 Ｘ線分配装置に、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束を備え、キャピラリ束の異なるキャピラリにＸ線ビームを入射させて、Ｘ線ビームの分配先を相違させる。Ｘ線ビームを異なるキャピラリに入射させるために、開口を有する遮蔽板をキャピラリ束の前に配置して、遮蔽板を変位させ、または、遮蔽板を備えることなく、キャピラリ束を変位させる。
【解決手段】 Ｘ線分配装置に、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束を備え、キャピラリ束の異なるキャピラリにＸ線ビームを入射させて、Ｘ線ビームの分配先を相違させる。Ｘ線ビームを異なるキャピラリに入射させるために、開口を有する遮蔽板をキャピラリ束の前に配置して、遮蔽板を変位させ、または、遮蔽板を備えることなく、キャピラリ束を変位させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置、およびＸ線分配装置を含むＸ線分配システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射光施設では、光速近くにまで加速した電子から、偏向電磁石やアンジュレータと呼ばれる装置によって、きわめて強度の高い放射光Ｘ線を発生させて、物理学、化学、材料工学、生物学、医学などの様々な分野における種々の研究に利用している。放射光施設は少数しか存在しないため、１つのＸ線源（偏向電磁石やアンジュレータ）から得られる放射光Ｘ線を多くの研究に共用することが望ましい。このため、ビームラインと呼ばれる放射光Ｘ線ビームの進路に、研究用の装置が複数配置されている。
【０００３】
Ｘ線は透過性がきわめて高いため、Ｘ線ビームを偏向させるための素子は限られている。Ｘ線ビームを偏向させる数少ない素子の１つに、Ｘ線キャピラリレンズがある（たとえば特許文献１）。Ｘ線キャピラリレンズは、複数のキャピラリを束ねた素子であり、キャピラリの中央の空気とその周囲の樹脂などの媒質との界面での全反射を利用してＸ線を伝播させるもので、各キャピラリを同一点に向うように湾曲させることによって、複数のキャピラリに入射したＸ線ビームを微小な照射範囲内に収束させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放射光施設のビームラインにおいて、複数の装置の中の１つの装置でＸ線ビームを利用している時は、他の装置でＸ線ビームを利用することはできない。このため、装置ごとに時間をずらしてＸ線ビームを利用しており、研究に対する時間的な制約が存在するのが現状である。
【０００６】
放射光Ｘ線のように特に強度の高いＸ線を必要としない用途では、卓上型などの小型のＸ線源が使用される。しかし、その場合でも、Ｘ線ビームの進路を変えることが困難なため、複数の用途でＸ線ビームを利用するには大きな制約がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、Ｘ線源からのＸ線ビームを２以上の場所に供給することが可能なＸ線分配装置およびＸ線分配システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口を有し、キャピラリ束の入射端に対向して配置された遮蔽板と、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に遮蔽板を変位させる駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【０００９】
本発明はまた、キャピラリ束のキャピラリの前記一端の開口面がＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に線状に配列されたキャピラリ群を含み、遮蔽板は、キャピラリの前記一端の外径以下の幅の相互に交差する２本の線状の開口部を有し、遮蔽板の２本の線状の開口部が共に、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して交差する方向に延在し、駆動部が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に、遮蔽板を変位させることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記構成においてさらに、遮蔽板の２本の線状の開口部の一方が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に延在することを特徴とする。
【００１１】
本発明はまた、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向における遮蔽板の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による遮蔽板の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口をそれぞれ有し、開口の位置または数が異なる複数の遮蔽板と、前記複数の遮蔽板のいずれか１つを、キャピラリ束の入射端に対向する所定位置に配置する駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【００１３】
本発明はまた、遮蔽板と、前記所定位置に前記遮蔽板を配置したときにＸ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による前記所定位置への遮蔽板の配置を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させる駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【００１５】
本発明はまた、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させるとともに、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内で回動させる駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【００１７】
本発明はまた、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置およびＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内でのキャピラリ束の角度と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位および回動を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明はまた、キャピラリ束に含まれる全てのキャピラリが、５０ｃｍ以上の曲率半径を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明はまた、湾曲したキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が直線状であり、キャピラリ束の全てのキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が、平行に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明はさらに、Ｘ線分配装置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがＸ線分配装置のキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先とを含むＸ線分配システムである。
【００２１】
本発明はまた、Ｘ線分配システムにおいて、Ｘ線分配装置の制御部は、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して同時に供給される１つ以上の供給先を１つのグループとして、複数のグループを記憶しておき、各グループに含まれるすべての供給先にＸ線ビームが同時に供給されるように、駆動部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
開口を有する遮蔽板を含む本発明のＸ線分配装置によれば、Ｘ線源からの太い径のＸ線ビームの一部を、キャピラリ束に含まれる複数のキャピラリのうちの任意のキャピラリに選択的に入射させて、そのキャピラリ内での全反射によってＸ線ビームを導くことが可能である。キャピラリには、湾曲したキャピラリが含まれており、異なるキャピラリに入射したＸ線ビームは、異なる場所に分配される。複数のキャピラリによって同時に複数の場所にＸ線ビームを分配することも可能である。
【００２３】
キャピラリ束をＸ線ビームに対して垂直方向に変位させる本発明のＸ線分配装置によれば、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビームを、任意のキャピラリに選択的に入射させて導くことが可能である。
【００２４】
キャピラリ束をＸ線ビームに対して垂直方向に変位させるとともに、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内で回動させる本発明のＸ線分配装置では、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビームを、任意のキャピラリに選択的に入射させて導くことが可能である上、キャピラリ束を回動させることによって、キャピラリから出射するＸ線ビームの向きを調節することが可能である。
【００２５】
全てのキャピラリの曲率半径を５０ｃｍ以上とすると、Ｘ線ビームが全反射する条件を成立させることが容易である。また、全てのキャピラリの一端から所定距離までの部分が平行に配置されている構成では、Ｘ線源からのＸ線ビームに対するキャピラリ束の向きの設定が容易である。
【００２６】
本発明のＸ線分配システムによれば、Ｘ線源からの単一のＸ線ビームを複数のＸ線ビームに分割して、複数の分配先に同時に供給することが可能である。このＸ線分配システムを放射光施設のビームラインに備えることで、Ｘ線源であるアンジュレータで発生させたＸ線ビームを複数の研究装置で同時に利用することが可能になって、Ｘ線ビームを用いる研究に対する時間的制約が軽減され、また、放射光施設の利用効率が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図２】第１の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束および遮蔽板それぞれの正面図である。
【図３】第１の実施形態のＸ線分配装置の遮蔽板を変位させるための構成を模式的に示す図である。
【図４】第１の実施形態のＸ線分配装置におけるＸ線源からのＸ線ビームの供給先の指定方法を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図６】第２の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束および遮蔽板それぞれの正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図８】第３の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束ならびに遮蔽板および保持部それぞれの正面図である。
【図９】第３の実施形態のＸ線分配装置の遮蔽板を選択的に所定位置に配置するための構成を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図１１】第４の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束および遮蔽板それぞれの正面図である。
【図１２】第４の実施形態のＸ線分配装置における遮蔽板の位置とキャピラリ束から出射するＸ線ビームの関係の２つの例を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図１４】第５の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束の正面図である。
【図１５】第５の実施形態のＸ線分配装置のキャピラリ束を変位させるための構成を模式的に示す図である。
【図１６】第１〜第５の実施形態のＸ線分配装置で採用し得る他のキャピラリ束を模式的に示す側面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図１８】第６の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束の正面図である。
【図１９】第６の実施形態のＸ線分配装置のキャピラリ束を変位および回動させるための構成を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態のＸ線分配システムの構成を模式的に示す図である。
【図２１】第６の実施形態のＸ線分配装置を使用した実施例におけるパラメータを説明する図である。
【図２２】第６の実施形態のＸ線分配装置を使用した実施例における、分配されたＸ線ビームの位置および強度を示す図である。
【図２３】第６の実施形態のＸ線分配装置を使用した実施例における、キャピラリ束の変位量と分配先の位置との関係、およびキャピラリ束の回動量と分配先の位置との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の第１の実施形態のＸ線分配装置１０の光学構成を図１の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置１０は、キャピラリ束１１および遮蔽板１３を有する。キャピラリ束１１はガラスまたは樹脂で作製されている。キャピラリ束１１を成す個々のキャピラリ１２は、中空の内部に存在する空気と、その周囲のガラスまたは樹脂材料との屈折率の差による両者の界面での全反射によって、Ｘ線源から入射するＸ線ビーム５を中空の内部で伝播させる。なお、図示したように、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の進行方向をｚ方向、ｚ方向に垂直な１方向をｘ方向、ｚ方向およびｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。
【００２９】
個々のキャピラリ１２は、その一端１２ａにおける外径が十数μｍ、内径が約１０μｍであり、長さが約５ｃｍである。キャピラリ１２には、湾曲しているものと湾曲していないものとが含まれている。湾曲したキャピラリ１２であっても、一端１２ａから所定距離までの部分は、湾曲しておらず直線状である。また、湾曲している部分は、他端１２ｂに近づくにつれて、外径、内径ともに徐々に細くなっている。さらに、全てのキャピラリ１２の一端１２ａから他端１２ｂまでのあらゆる部分は、曲率半径が５０ｃｍ以上である。このように、キャピラリ１２の曲率半径を最小でも５０ｃｍとすることによって、キャピラリ１２の一端１２ａから他端１２ｂまでのどの部位においても、内部の界面に対するＸ線の入射角を臨界角よりも大きくすること、つまり全反射の条件を成立させることが可能になる。
【００３０】
全てのキャピラリ１２は、一端１２ａを揃えて（ｚ方向の位置をほぼ同じにして）、直線状の部分が相互に平行になるように隣接して配置されている。キャピラリ１２の一端１２ａは、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に対するキャピラリ束１１の入射端１１ａを成す。キャピラリ１２の他端１２ｂも、揃えて配置されており、キャピラリ束１１の出射端１１ｂを成しているが、向きが相互に異なっている。したがって、キャピラリ１２内部を伝播して他端１２ｂから出射するＸ線ビーム６の進行方向は、キャピラリ１２ごとに異なる。
【００３１】
図２の（ａ）に、キャピラリ束１１の正面図を示す。本実施形態のＸ線分配装置１０では、キャピラリ束１１のキャピラリ１２は、一端１２ａの開口面がｘ方向に１次元に配列されている。キャピラリ束１１は、中央に配置された全体的に直線状のキャピラリに関して、ｘ方向において対称である。なお、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に対するキャピラリ束１１の位置は、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向全てにおいて、固定である。
【００３２】
キャピラリ１２の配列方向（ｘ方向）におけるキャピラリ束１１の入射端１１ａの大きさは、約３ｍｍであり、平行ビームであるＸ線源からのＸ線ビーム５の直径とほぼ同じである。Ｘ線分配装置１０は、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の一部を個々の分配先に導くもので、太い径のＸ線ビーム５を供給するＸ線源と組み合せて使用するのに、適している。
【００３３】
図２の（ｂ）に、遮蔽板１３の正面図を示す。遮蔽板１３は、開口１４を１つのみ有している。開口１４は円形であり、個々のキャピラリ１２の一端１２ａにおける外径以下の直径を有している。遮蔽板１３は、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を吸収する材料（たとえば鉛）で作製されており、開口１４のみがＸ線ビーム５を通過させ得る。遮蔽板１３は、図１に示したように、キャピラリ束１１の入射端１１ａに対向するように配置され、キャピラリ束１１の入射端１１ａのうち、開口１４に臨む部位以外をＸ線ビーム５から遮蔽する。
【００３４】
遮蔽板１３は、キャピラリ束１１の入射端１１ａに対向する位置において、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に対して垂直で、キャピラリ１２の一端１２ａの配列に平行な方向（つまり、ｘ方向）に、変位し得るように保持されている。遮蔽板１３を変位させることで、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が開口１４を通過して入射するキャピラリ１２が変化する。キャピラリ１２の他端１２ｂの向きが異なっているので、キャピラリ束１１から出射するＸ線ビーム６の方向は変化する。これにより、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が分配されて、異なる場所に供給される。
【００３５】
遮蔽板１３を変位させるためのＸ線分配装置１０の構成を図３に示す。Ｘ線分配装置１０は、遮蔽板１３を保持するステージ１５、ステージ１５をｘ方向に変位させるモータ１６、およびモータ１６を制御する制御部１７を備えている。制御部１７は、演算装置１７ａ、記憶装置１７ｂ、表示装置１７ｃおよび入力装置１７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００３６】
記憶装置１７ｂは、ｘ方向における遮蔽板１３の位置と、遮蔽板１３の開口１４に一端１２ａが臨むキャピラリ１２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ１２の他端１２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶している。Ｘ線ビーム６のｚ方向に対する角度で供給先は定まるので、記憶装置１７ｂは、ｘ方向における遮蔽板１３の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５がキャピラリ束１１の１つのキャピラリ１２によって供給される供給先との対応関係を記憶していることになる。演算装置１７ａは、入力装置１７ｄを介して使用者から指示された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置１７ｂが記憶している対応関係に基づき、モータ１６によるステージ１５の変位を制御する。
【００３７】
Ｘ線源からのＸ線ビーム５の供給先の指定方法を図４に示す。Ｘ線ビーム５の供給先は、キャピラリ束１１の出射端１１ｂからのｚ方向の距離Ｌと、Ｘ線ビーム６が出射するキャピラリ１２の他端１２ｂの中心からｘ方向の距離αとで規定される。使用者は、入力装置１７ｄを介して距離Ｌと距離αを入力することによって、供給先を指定する。
【００３８】
演算装置１７ａは、入力された距離Ｌと距離αを用いてθ＝ａｒｃｔａｎ（α／Ｌ）の演算を行い、出射するＸ線ビーム６のｚ方向に対する角度が、算出された角度θに最も近いキャピラリ１２を見出し、そのキャピラリ１２の一端１２ａに開口１４が対向するように、記憶している対応関係に基づいて、モータ１６によるステージ１５の変位を制御する。これにより、所望の位置へのＸ線ビーム５の供給がなされる。距離Ｌと距離αとを入力することに代えて、供給先の番号を入力するようにしてもよい。この場合、記憶装置１７ｂは、さらに、供給先の番号と、その供給先に向うＸ線ビーム６のｚ方向に対する角度との対応関係を、記憶しておくことになる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、短いキャピラリ１２でキャピラリ束１１を構成し、キャピラリ１２の他端１２ｂから、大きく離れた位置にＸ線ビーム６を分配するようにしている。したがって、キャピラリ束１１と分配先との間に、障害物が存在してはならない。キャピラリ束１１に含まれる各キャピラリ１２を長くして、分配先の直前にキャピラリ１２の他端１２ｂが位置するようにしてもよい。この場合、障害物を避けるように湾曲させたキャピラリを使用することが可能である。また、本実施形態では、個々のキャピラリ１２の径が一定ではないキャピラリ束１１を使用しているが、径が一端１２ａから他端１２ｂまで一定のキャピラリでキャピラリ束を構成してもよい。
【００４０】
本発明の第２の実施形態のＸ線分配装置２０の光学構成を図５の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置２０は第１の実施形態のＸ線分配装置１０に類似しているが、キャピラリ束２１が複数のキャピラリ２２をｘ方向およびｙ方向に２次元に配列して成る点、および、遮蔽板２３が２つの開口２４を有している点で相違している。図６に、キャピラリ束２１および遮蔽板２３の正面図を示す。キャピラリ束２１の入射端２１ａは、１辺が約３ｍｍの正方形である。
【００４１】
Ｘ線分配装置２０においては、開口２４を通過してキャピラリ束２１に入射するＸ線ビームが２本になり、同時に２つの位置にＸ線ビームを分配することが可能である。なお、遮蔽板２３の開口２４の数は３以上であってもよい。
【００４２】
Ｘ線分配装置２０においても、遮蔽板２３を変位させることによって、Ｘ線ビームを伝播させるためのキャピラリ２２を選択することが可能である。Ｘ線分配装置２０においては、遮蔽板２３を、ｘ方向のみならず、ｙ方向にも変位させることが可能である。遮蔽板２３を変位させるための構成は、図３に示したものに類似しており、遮蔽板を保持するステージがｘ方向およびｙ方向の双方に変位可能である点でのみ、相違している。また、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を使用者によって指定された供給先に供給する方法も、第１の実施形態と類似している。本実施形態では、制御部の記憶装置は、すべてのキャピラリ１２の他端１２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度のみならずｘ方向またはｙ方向に対する角度も記憶することになる。
【００４３】
本発明の第３の実施形態のＸ線分配装置３０の光学構成を図７の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置３０は、キャピラリ束３１、６つの遮蔽板３３、および遮蔽板３３を保持する保持部３５を有する。図８の（ａ）に、キャピラリ束３１の正面図を示す。キャピラリ束３１は、第２の実施形態のＸ線分配装置２０におけるキャピラリ束２１と同様に、複数のキャピラリ３２をｘ方向およびｙ方向に２次元に配列して構成されている。
【００４４】
図８の（ｂ）に、遮蔽板３３および保持部３５の正面図を示す。保持部３５は、正六角形の保持板３５ａと、保持板３５ａをその中心の周りに回転し得るように支持する支持部３５ｂより成る。遮蔽板３３は、保持板３５ａの縁に取り付けられており、保持板３５ａと共に回転する。保持板３５ａの回転によって、６つの遮蔽板３３のうちのいずれか１つが、キャピラリ束３１の入射端３１ａに対向する所定位置に選択的に配置される。
【００４５】
６つの遮蔽板３３には、それぞれ１つ以上の開口３４が設けられている。開口３４の位置および／または数は、遮蔽板３３ごとに異なっている。したがって、異なる遮蔽板３３をキャピラリ束３１の入射端３１ａに対向する所定位置に配置することで、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先を変えることができる。なお、６つの遮蔽板３３に、少なくとも１つの開口３４の位置が同じである２つ以上の遮蔽板が含まれるようにしてもよい。このようにすると、所定位置に配置する遮蔽板３３を変えることによって、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先を一部のみ変更しながら、Ｘ線ビーム５が継続して分配される分配先が存在するようにすることが可能になる。
【００４６】
６つの遮蔽板３３のいずれか１つを選択的に所定位置に配置するためのＸ線分配装置３０の構成を、図９に示す。Ｘ線分配装置３０は、前述の保持部３５の保持板３５ａを回転させるモータ３６、およびモータ３６を制御する制御部３７を備えている。制御部３７は、演算装置３７ａ、記憶装置３７ｂ、表示装置３７ｃ、入力装置３７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００４７】
記憶装置３７ｂは、遮蔽板３３と、遮蔽板３３がキャピラリ束３１の入射端３１ａに対向する所定位置にあるときの開口３４に臨むキャピラリ３２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ３２の他端３２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度およびｘ方向に対する角度を記憶している。つまり、記憶装置３７ｂは、ｘ方向における遮蔽板３３の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５がキャピラリ束３１の１つ以上のキャピラリ３２によって供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶している。演算装置３７ａは、入力装置３７ｄを介して使用者から指示された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置３７ｂが記憶している対応関係に基づき、モータ３６による保持板３５ａの回転量を制御して、入射端３１ａに対向する所定位置に存在する遮蔽板３３を切替える。使用者は、２以上のキャピラリ３２を指定することができる。なお、遮蔽板の数ならびに遮蔽板に設ける開口の位置および数に制限はない。
【００４８】
本発明の第４の実施形態のＸ線分配装置４０の光学構成を図１０の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置４０は、キャピラリ束４１および遮蔽板４３を有する。キャピラリ束４１および遮蔽板４３の正面図を図１１に示す。キャピラリ束４１は、第１の実施形態のＸ線分配装置１０におけるキャピラリ束１０と同様に、キャピラリ４２の一端４２ａの開口面がｘ方向に１次元に並ぶように配列されている。遮蔽板４３は、相互に交差する２つの直線部４４ａ，４４ｂを含む開口４４を有している。
【００４９】
開口４４の直線部４４ａ，４４ｂの幅（延在方向に垂直な方向の寸法）は、個々のキャピラリ４２の一端４２ａにおける外径以下である。開口４４は、一方の直線部４４ａが、キャピラリ４２の配列方向に対して垂直なｙ方向に延在するように設けられており、他方の直線部４４ｂは、直線部４４ａに対して鋭角を成している。直線部４４ａおよび直線部４４ｂは、キャピラリ束４０の入射端４１ａに同時に対向する。
【００５０】
遮蔽板４３をｘ方向および／またはｙ方向に変位させることで、開口４４を通じてＸ線源からのＸ線ビーム５が入射するキャピラリ４２が変化する。このとき、遮蔽板４３を、キャピラリ４２の配列方向に対して垂直な方向（ｙ方向）にのみ変位させると、一端４２ａが一方の直線部４４ａに臨むキャピラリ４２は変化しないが、一端４２ａが他方の直線部４４ｂに臨むキャピラリ４２は変化する。これにより、図１２に示すように、Ｘ線ビーム６が出射するキャピラリ４２の一方のみを変えて、分配先を一方のみ変化させることが可能である。なお、直線部４４ａ，４４ｂの交点が入射端４１ａに対向する状態では、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先は１つのみになる。
【００５１】
遮蔽板４３を変位させるための構成は、図３に示した構成と類似したものになる。本実施形態においては、記憶装置は、ｘ方向およびｙ方向における遮蔽板４３の位置と、開口４４の直線部４４ａ，４４ｂに臨むキャピラリ４２との対応関係と、すべてのキャピラリ４２の他端４２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶しておく。つまり、記憶装置は、ｘ方向およびｙ方向における遮蔽板４３の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５がキャピラリ束４１の１つ以上のキャピラリ４２によって供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておく。演算装置は、使用者から指定された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置が記憶している対応関係に基づき、モータによるステージの変位を制御する。
【００５２】
なお、開口４４の一方の直線部４４ａを、他方の直線部４４ｂと同様に、キャピラリ４２の配列方向に斜交する方向に延在させてもよい。このような配置では、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先を両方とも変化させることができる。また、開口４４が３つ以上の直線部を有する構成としてもよく、直線部が交差しない構成としてもよい。
【００５３】
本発明の第５の実施形態のＸ線分配装置５０の光学構成を図１３の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置５０は、キャピラリ束５１を有しているが、遮蔽板を有しておらず、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビーム５を分配する。キャピラリ束５１の正面図を図１４に示す。キャピラリ束５１は、個々のキャピラリ５２をｘ方向に１次元に配列して成る。
【００５４】
Ｘ線分配装置５０においては、キャピラリ束５１をキャピラリ５２の配列方向であるｘ方向に変位させることによって、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が入射するキャピラリ５２を変化させて、分配先を変える。キャピラリ束５１をｘ方向に変位させるための構成を図１５に示す。Ｘ線分配装置５０は、キャピラリ束５１を保持するステージ５５、ステージ５５をｘ方向に変位させるモータ５６、およびモータ５６を制御する制御部５７を備えている。制御部５７は、演算装置５７ａ、記憶装置５７ｂ、表示装置５７ｃおよび入力装置５７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００５５】
記憶装置５７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束５１の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に一端５２ａが対向するキャピラリ５２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ５２の他端５２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶している。つまり、記憶装置５７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束５１の位置と、キャピラリ束５１の１つのキャピラリ５２によってＸ線源からのＸ線ビーム５が供給される供給先との対応関係を記憶している。演算装置５７ａは、入力装置５７ｄを介して使用者から指示された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置５７ｂが記憶している対応関係に基づき、モータ５６によるステージ５５の変位を制御する。
【００５６】
なお、上記の第１〜第５の実施形態のＸ線分配装置１０〜５０においては、出射する複数のＸ線ビームを１点に収束させる方向に湾曲しているキャピラリ束を使用しているが、図１６に示すように、出射するＸ線ビームを発散させる方向に湾曲しているキャピラリ束７１を使用してもよい。また、キャピラリ束に含まれるキャピラリの湾曲方向を個別に相違させてもよい。
【００５７】
本発明の第６の実施形態のＸ線分配装置６０の光学構成を図１７の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置６０は、第５の実施形態のＸ線分配装置５０と同様に、キャピラリ束６１を有しているが、遮蔽板を有しておらず、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビーム５を分配する。
【００５８】
キャピラリ束６１の正面図を図１８に示す。キャピラリ束６１は、個々のキャピラリ６２をｘ方向に１次元に配列して成る。キャピラリ束６１のキャピラリ６２のうち、中央に位置する直線状のもの以外のキャピラリは、一端６２ａから他端６２ｂまで一様な曲率半径で湾曲している。外側に位置するキャピラリ６２ほど曲率半径は小さいが、最も外側のキャピラリ６２の曲率半径は５０ｃｍ以上である。キャピラリ束６１の長さ（ｚ方向の寸法）は約５ｃｍであり、キャピラリ束６１の入射端６１ａの大きさ（ｘ方向の寸法）は約３ｍｍである。個々のキャピラリ６２の一端６２ａにおける外径は約１０μｍである。
【００５９】
キャピラリ束６１は、キャピラリ６２の配列方向であるｘ方向に変位可能であり、また、矢印Ａで示したように、ｚ方向およびｘ方向に垂直なｙ方向に平行で、キャピラリ束６１の中心を通る軸を中心として、回動可能である。キャピラリ束６１をｘ方向に変位させることで、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が入射するキャピラリ６２を変化させることが可能である。また、キャピラリ束６１を、ｙ軸に平行な軸の周りに回転させることにより、つまり、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を含む面内で回転させることにより、個々のキャピラリ６２の他端６２ｂ近傍部位の向き（ｚ方向に対する角度）を調節することが可能になり、分配先を精密に設定することができる。
【００６０】
さらに、この回動によって、隣接する２つのキャピラリ６２の一方のみが、入射したＸ線に対する全反射の条件を満たすようにすることも可能であり、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が隣接する２つのキャピラリ６２に跨って入射した場合でも、一方のキャピラリ６２のみがＸ線ビームを伝播させるようにすることができる。したがって、所望の分配先のみに、Ｘ線ビーム５を分配することが可能である。
【００６１】
キャピラリ束６１を変位させ回動させるための構成を図１９に示す。Ｘ線分配装置６０は、キャピラリ束６１を保持し、ｙ方向に平行でキャピラリ束６１の中心を通る軸の周りに回動可能なスイベルステージ６５、スイベルステージ６５をｘ方向に変位させるモータ６６ａ、スイベルステージ６５をｙ方向に平行な軸の周りに回動させるモータ６６ｂ、ならびにモータ６６ａおよびモータ６６ｂを制御する制御部６７を備えている。制御部６７は、演算装置６７ａ、記憶装置６７ｂ、表示装置６７ｃおよび入力装置６７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００６２】
記憶装置６７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束６１の位置およびｙ軸に平行な軸の周りのキャピラリ束６１の角度と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に一端６２ａが対向するキャピラリ６２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ３２の他端３２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶している。つまり、記憶装置３７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束６１の位置およびｙ軸に平行な軸の周りのキャピラリ束６１の角度と、キャピラリ束６１の１つのキャピラリ６２によってＸ線源からのＸ線ビーム５が供給される供給先との対応関係を記憶している。記憶装置６７ｂは、また、入射したＸ線ビームが全反射の条件（臨界角以上の入射角）を満たし得る個々のキャピラリ６２の回動量を記憶している。
【００６３】
演算装置６７ａは、入力装置６７ｄを介して使用者から指示された供給先付近にＸ線ビーム６を導き得るいくつかのキャピラリ６２を、記憶装置６７ｂが記憶している対応関係に基づいて見出し、それらのキャピラリ６２の中から、Ｘ線ビーム６が供給先に厳密に達するように回動量を調節することが可能なものを選出する。そして、選出したキャピラリ６２にＸ線源からのＸ線ビーム５が入射し、かつ、そのキャピラリ６２から供給先にＸ線ビームが達するように、モータ６６ａによるスイベルステージ６５の変位を制御し、モータ６６ｂによるスイベルステージ６５の回動を制御する。
【００６４】
なお、キャピラリ６２を１次元に配列したキャピラリ束６１に代えて、キャピラリ６２を２次元に配列したキャピラリ束を用いることも可能である。その場合、スイベルステージ６５としては、ｘ方向とｙ方向の双方にキャピラリ束変位させ、かつ、ｙ方向に平行な軸のみならず、ｘ方向に平行な軸の周りにもキャピラリ束を回動させるものを使用し、モータ６６ａ，６６ｂに対応するもう１組のモータを備える。キャピラリ束の変位および回動の制御も、２方向について行う。
【００６５】
本発明の第７の実施形態であるＸ線分配システムの構成を図７に模式的に示す。Ｘ線分配システム１００は、Ｘ線分配装置１１０と、Ｘ線分配装置１１０からＸ線ビームが供給される供給先１２０を含む。
【００６６】
Ｘ線分配装置１１０は、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を同時に複数のＸ線ビーム６として分配するもので、たとえば、第２〜第４の実施形態のＸ線分配装置２０，３０，４０である。Ｘ線分配装置１１０は、キャピラリ束１１１、遮蔽板１１３、駆動部１１６および制御部１１７を含む。キャピラリ束１１１、遮蔽板１１３および制御部１１７の構成および機能は、第２〜第４の実施形態で説明したとおりである。駆動部１１６は、遮蔽板１１３をキャピラリ束１１１に対して変位させる、あるいは複数の遮蔽板１１３の１つをキャピラリ束１１１に対向する所定位置に配置するもので、たとえば前述のモータ３６である。
【００６７】
供給先１２０は複数存在し、いくつかのグループ１２１にまとめられている。個々のグループ１２１に含まれるすべての供給先１２０には、Ｘ線分配装置１１０からの複数のＸ線ビーム６が同時に供給される。１つのグループ１２１に含まれる供給先１２０には、たとえば、Ｘ線ビームによって対象物に処理を施す実験装置、Ｘ線ビームによって対象物の特性を測定する測定装置、Ｘ線ビーム自体の状況を監視するビームモニタなどが含まれる。なお、異なるグループ１２１に同一の供給先１２０（たとえばビームモニタ）が含まれてもよい。
【００６８】
Ｘ線分配装置１１０の制御部１１７は、前述のように、遮蔽板１１３の位置または所定位置に配置される遮蔽板１１３と、Ｘ線ビーム５がキャピラリ束１１１によって供給される供給先１２０との対応関係を記憶しており、１つのグループ１２１に含まれるすべての供給先に、Ｘ線ビーム６が同時に供給されるように、駆動部１１６による遮蔽板１１３の変位または遮蔽板１１３の所定位置への配置を、制御する。換言すれば、１つのグループ１２１には、キャピラリ束１１１によってＸ線ビーム６が同時に供給される供給先のみが含まれる。なお、供給先１２０のグループ分けは、遮蔽板１１３に基づいて、あらかじめ行われている。
【００６９】
本Ｘ線分配システム１００では、使用者は、個々の供給先１２０の位置を指定するのではなく、供給先１２０のグループ１２１のグループ番号、グループ名称、実験名称、プロジェクト名称等を指定する。したがって、供給先１２０の切り替えが極めて容易である。本Ｘ線分配システム１００を照射光施設のＸ線ビームラインに採用することで、複数の研究装置でＸ線ビームを同時に利用することが可能になって、研究に対する時間的制約が軽減され、また、照射光施設の利用効率が大きく向上する。しかも、運用が容易である。
【実施例】
【００７０】
第６の実施形態のＸ線分配装置６０を用いてＸ線ビームを分配し、分配先におけるＸ線ビームの強度を測定した。測定は、図２１に示すように、キャピラリ束６１をｘ方向にΔｘ（ｍｍ）だけ変位させ、キャピラリ束６１の中心を通りｙ軸に平行な軸の周りにキャピラリ束６１をθｙ（゜）だけ回動させて、キャピラリ束６１の出射端６１ｂからのｚ方向の距離がＬ（ｍｍ）の平面上に、Ｘ線検出器を配置して、分配されたＸ線ビームの強度を検出することにより行った。パラメータΔｘ、θｙおよびＬを表１に示す。なお、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の波長は０．１ｎｍであり、その直径は約２００μｍである。
【００７１】
［表１］
測定 キャピラリ束 キャピラリ束 分配先までの
番号 変位量Δｘ（ｍｍ） 回動量θｙ（゜） 距離Ｌ（ｍｍ）
Ｍ１ −１．５ −１．５８ ２０
Ｍ２ −１．５ −１．５８ ４５
Ｍ３ −０．５ −０．５４ ４５
Ｍ４ −０．５ −０．５４ ２０
Ｍ５ ０．５ ０．５４ ２０
Ｍ６ ０．５ ０．５４ ４５
Ｍ７ １．５ １．６６ ４５
Ｍ８ １．５ １．６６ ２０
【００７２】
測定番号Ｍ１〜Ｍ８の測定結果を図２２に示す。図２２において、横軸は、分配先のｘ方向の位置を表しており、縦軸は、各位置でのＸ線ビームの相対強度を表す。なお、図２２においてＭ０と記したピークは、測定系からキャピラリ束６１を取り除き、距離Ｌが２０ｍｍの位置で、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を直接測定したものである。
【００７３】
変位量Δｘおよびθｙがそれぞれ同一の測定（Ｍ１，Ｍ２／Ｍ３，Ｍ４／Ｍ５，Ｍ６／Ｍ７，Ｍ８）においては、距離Ｌの違いにかかわらず、ピーク幅およびピーク高さに大きな差異がない。これより、キャピラリ６２を出射したＸ線ビーム６は、あまり発散することなく、ほぼ平行ビームとして分配されることが判る。
【００７４】
図２２に示した測定結果を、キャピラリ６２の変位量Δｘと分配先の位置（ｘ方向距離）との関係、およびキャピラリ６２の回動量θｙと分配先の位置（ｘ方向距離）との関係として表した図を、図２３に示す。図２３の（ａ）に示すように、分配先のｘ方向の位置は、変位量Δｘに比例しており、また、図２３の（ｂ）に示すように、分配先のｘ方向の位置は、回動量θｙにも比例している。（ａ），（ｂ）のどちらにおいても、ｚ方向の距離Ｌが大きいほど直線の傾きは大きくなっており、これは、キャピラリ６２からのｚ方向の距離が大きいほど、Ｘ線ビームが大きく分離されることを示している。
【００７５】
本実施例より、第６の実施形態のＸ線分配装置６０によって、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を確実に分配し得ることが判る。また、遮蔽板またはキャピラリ束の変位のみを含み、したがって原理的に第６の実施形態よりも簡単な第１〜第５の実施形態のＸ線分配装置１０，２０，３０，４０，５０によっても、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を分配し得ることが理解される。
【符号の説明】
【００７６】
５，６ Ｘ線ビーム
１０，２０，３０，４０，５０，６０ Ｘ線分配装置
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ キャピラリ束
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ，７１ａ 入射端
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂ，７１ｂ 出射端
１２，２２，３２，４２，５２，６２ キャピラリ
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ 一端
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ 他端
１３，２３，３３，４３ 遮蔽板
１４，２４，３４，４４ 開口
４４ａ，４４ｂ 直線部
１５，５５ ステージ
６５ スイベルステージ
３５ 保持部
３５ａ 保持板
３５ｂ 支持部
１６，３６，５６，６６ａ，６６ｂ モータ
１７，３７，５７，６７ 制御部
１７ａ，３７ａ，５７ａ，６７ａ 演算装置
１７ｂ，３７ｂ，５７ｂ，６７ｂ 記憶装置
１７ｃ，３７ｃ，５７ｃ，６７ｃ 表示装置
１７ｄ，３７ｄ，５７ｄ，６７ｄ 入力装置
１００ Ｘ線分配システム
１１０ Ｘ線分配装置
１１１ キャピラリ束
１１３ 遮蔽板
１１６ 駆動部
１１７ 制御部
１２０ 供給先
１２１ 供給先グループ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置、およびＸ線分配装置を含むＸ線分配システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射光施設では、光速近くにまで加速した電子から、偏向電磁石やアンジュレータと呼ばれる装置によって、きわめて強度の高い放射光Ｘ線を発生させて、物理学、化学、材料工学、生物学、医学などの様々な分野における種々の研究に利用している。放射光施設は少数しか存在しないため、１つのＸ線源（偏向電磁石やアンジュレータ）から得られる放射光Ｘ線を多くの研究に共用することが望ましい。このため、ビームラインと呼ばれる放射光Ｘ線ビームの進路に、研究用の装置が複数配置されている。
【０００３】
Ｘ線は透過性がきわめて高いため、Ｘ線ビームを偏向させるための素子は限られている。Ｘ線ビームを偏向させる数少ない素子の１つに、Ｘ線キャピラリレンズがある（たとえば特許文献１）。Ｘ線キャピラリレンズは、複数のキャピラリを束ねた素子であり、キャピラリの中央の空気とその周囲の樹脂などの媒質との界面での全反射を利用してＸ線を伝播させるもので、各キャピラリを同一点に向うように湾曲させることによって、複数のキャピラリに入射したＸ線ビームを微小な照射範囲内に収束させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放射光施設のビームラインにおいて、複数の装置の中の１つの装置でＸ線ビームを利用している時は、他の装置でＸ線ビームを利用することはできない。このため、装置ごとに時間をずらしてＸ線ビームを利用しており、研究に対する時間的な制約が存在するのが現状である。
【０００６】
放射光Ｘ線のように特に強度の高いＸ線を必要としない用途では、卓上型などの小型のＸ線源が使用される。しかし、その場合でも、Ｘ線ビームの進路を変えることが困難なため、複数の用途でＸ線ビームを利用するには大きな制約がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、Ｘ線源からのＸ線ビームを２以上の場所に供給することが可能なＸ線分配装置およびＸ線分配システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口を有し、キャピラリ束の入射端に対向して配置された遮蔽板と、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に遮蔽板を変位させる駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【０００９】
本発明はまた、キャピラリ束のキャピラリの前記一端の開口面がＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に線状に配列されたキャピラリ群を含み、遮蔽板は、キャピラリの前記一端の外径以下の幅の相互に交差する２本の線状の開口部を有し、遮蔽板の２本の線状の開口部が共に、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して交差する方向に延在し、駆動部が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に、遮蔽板を変位させることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記構成においてさらに、遮蔽板の２本の線状の開口部の一方が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に延在することを特徴とする。
【００１１】
本発明はまた、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向における遮蔽板の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による遮蔽板の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口をそれぞれ有し、開口の位置または数が異なる複数の遮蔽板と、前記複数の遮蔽板のいずれか１つを、キャピラリ束の入射端に対向する所定位置に配置する駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【００１３】
本発明はまた、遮蔽板と、前記所定位置に前記遮蔽板を配置したときにＸ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による前記所定位置への遮蔽板の配置を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させる駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【００１５】
本発明はまた、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させるとともに、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内で回動させる駆動部とを備えるＸ線分配装置である。
【００１７】
本発明はまた、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置およびＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内でのキャピラリ束の角度と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位および回動を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明はまた、キャピラリ束に含まれる全てのキャピラリが、５０ｃｍ以上の曲率半径を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明はまた、湾曲したキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が直線状であり、キャピラリ束の全てのキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が、平行に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明はさらに、Ｘ線分配装置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがＸ線分配装置のキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先とを含むＸ線分配システムである。
【００２１】
本発明はまた、Ｘ線分配システムにおいて、Ｘ線分配装置の制御部は、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して同時に供給される１つ以上の供給先を１つのグループとして、複数のグループを記憶しておき、各グループに含まれるすべての供給先にＸ線ビームが同時に供給されるように、駆動部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
開口を有する遮蔽板を含む本発明のＸ線分配装置によれば、Ｘ線源からの太い径のＸ線ビームの一部を、キャピラリ束に含まれる複数のキャピラリのうちの任意のキャピラリに選択的に入射させて、そのキャピラリ内での全反射によってＸ線ビームを導くことが可能である。キャピラリには、湾曲したキャピラリが含まれており、異なるキャピラリに入射したＸ線ビームは、異なる場所に分配される。複数のキャピラリによって同時に複数の場所にＸ線ビームを分配することも可能である。
【００２３】
キャピラリ束をＸ線ビームに対して垂直方向に変位させる本発明のＸ線分配装置によれば、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビームを、任意のキャピラリに選択的に入射させて導くことが可能である。
【００２４】
キャピラリ束をＸ線ビームに対して垂直方向に変位させるとともに、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内で回動させる本発明のＸ線分配装置では、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビームを、任意のキャピラリに選択的に入射させて導くことが可能である上、キャピラリ束を回動させることによって、キャピラリから出射するＸ線ビームの向きを調節することが可能である。
【００２５】
全てのキャピラリの曲率半径を５０ｃｍ以上とすると、Ｘ線ビームが全反射する条件を成立させることが容易である。また、全てのキャピラリの一端から所定距離までの部分が平行に配置されている構成では、Ｘ線源からのＸ線ビームに対するキャピラリ束の向きの設定が容易である。
【００２６】
本発明のＸ線分配システムによれば、Ｘ線源からの単一のＸ線ビームを複数のＸ線ビームに分割して、複数の分配先に同時に供給することが可能である。このＸ線分配システムを放射光施設のビームラインに備えることで、Ｘ線源であるアンジュレータで発生させたＸ線ビームを複数の研究装置で同時に利用することが可能になって、Ｘ線ビームを用いる研究に対する時間的制約が軽減され、また、放射光施設の利用効率が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図２】第１の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束および遮蔽板それぞれの正面図である。
【図３】第１の実施形態のＸ線分配装置の遮蔽板を変位させるための構成を模式的に示す図である。
【図４】第１の実施形態のＸ線分配装置におけるＸ線源からのＸ線ビームの供給先の指定方法を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図６】第２の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束および遮蔽板それぞれの正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図８】第３の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束ならびに遮蔽板および保持部それぞれの正面図である。
【図９】第３の実施形態のＸ線分配装置の遮蔽板を選択的に所定位置に配置するための構成を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図１１】第４の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束および遮蔽板それぞれの正面図である。
【図１２】第４の実施形態のＸ線分配装置における遮蔽板の位置とキャピラリ束から出射するＸ線ビームの関係の２つの例を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図１４】第５の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束の正面図である。
【図１５】第５の実施形態のＸ線分配装置のキャピラリ束を変位させるための構成を模式的に示す図である。
【図１６】第１〜第５の実施形態のＸ線分配装置で採用し得る他のキャピラリ束を模式的に示す側面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態のＸ線分配装置の光学構成を模式的に示す側面図である。
【図１８】第６の実施形態のＸ線分配装置に含まれるキャピラリ束の正面図である。
【図１９】第６の実施形態のＸ線分配装置のキャピラリ束を変位および回動させるための構成を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態のＸ線分配システムの構成を模式的に示す図である。
【図２１】第６の実施形態のＸ線分配装置を使用した実施例におけるパラメータを説明する図である。
【図２２】第６の実施形態のＸ線分配装置を使用した実施例における、分配されたＸ線ビームの位置および強度を示す図である。
【図２３】第６の実施形態のＸ線分配装置を使用した実施例における、キャピラリ束の変位量と分配先の位置との関係、およびキャピラリ束の回動量と分配先の位置との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の第１の実施形態のＸ線分配装置１０の光学構成を図１の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置１０は、キャピラリ束１１および遮蔽板１３を有する。キャピラリ束１１はガラスまたは樹脂で作製されている。キャピラリ束１１を成す個々のキャピラリ１２は、中空の内部に存在する空気と、その周囲のガラスまたは樹脂材料との屈折率の差による両者の界面での全反射によって、Ｘ線源から入射するＸ線ビーム５を中空の内部で伝播させる。なお、図示したように、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の進行方向をｚ方向、ｚ方向に垂直な１方向をｘ方向、ｚ方向およびｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。
【００２９】
個々のキャピラリ１２は、その一端１２ａにおける外径が十数μｍ、内径が約１０μｍであり、長さが約５ｃｍである。キャピラリ１２には、湾曲しているものと湾曲していないものとが含まれている。湾曲したキャピラリ１２であっても、一端１２ａから所定距離までの部分は、湾曲しておらず直線状である。また、湾曲している部分は、他端１２ｂに近づくにつれて、外径、内径ともに徐々に細くなっている。さらに、全てのキャピラリ１２の一端１２ａから他端１２ｂまでのあらゆる部分は、曲率半径が５０ｃｍ以上である。このように、キャピラリ１２の曲率半径を最小でも５０ｃｍとすることによって、キャピラリ１２の一端１２ａから他端１２ｂまでのどの部位においても、内部の界面に対するＸ線の入射角を臨界角よりも大きくすること、つまり全反射の条件を成立させることが可能になる。
【００３０】
全てのキャピラリ１２は、一端１２ａを揃えて（ｚ方向の位置をほぼ同じにして）、直線状の部分が相互に平行になるように隣接して配置されている。キャピラリ１２の一端１２ａは、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に対するキャピラリ束１１の入射端１１ａを成す。キャピラリ１２の他端１２ｂも、揃えて配置されており、キャピラリ束１１の出射端１１ｂを成しているが、向きが相互に異なっている。したがって、キャピラリ１２内部を伝播して他端１２ｂから出射するＸ線ビーム６の進行方向は、キャピラリ１２ごとに異なる。
【００３１】
図２の（ａ）に、キャピラリ束１１の正面図を示す。本実施形態のＸ線分配装置１０では、キャピラリ束１１のキャピラリ１２は、一端１２ａの開口面がｘ方向に１次元に配列されている。キャピラリ束１１は、中央に配置された全体的に直線状のキャピラリに関して、ｘ方向において対称である。なお、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に対するキャピラリ束１１の位置は、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向全てにおいて、固定である。
【００３２】
キャピラリ１２の配列方向（ｘ方向）におけるキャピラリ束１１の入射端１１ａの大きさは、約３ｍｍであり、平行ビームであるＸ線源からのＸ線ビーム５の直径とほぼ同じである。Ｘ線分配装置１０は、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の一部を個々の分配先に導くもので、太い径のＸ線ビーム５を供給するＸ線源と組み合せて使用するのに、適している。
【００３３】
図２の（ｂ）に、遮蔽板１３の正面図を示す。遮蔽板１３は、開口１４を１つのみ有している。開口１４は円形であり、個々のキャピラリ１２の一端１２ａにおける外径以下の直径を有している。遮蔽板１３は、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を吸収する材料（たとえば鉛）で作製されており、開口１４のみがＸ線ビーム５を通過させ得る。遮蔽板１３は、図１に示したように、キャピラリ束１１の入射端１１ａに対向するように配置され、キャピラリ束１１の入射端１１ａのうち、開口１４に臨む部位以外をＸ線ビーム５から遮蔽する。
【００３４】
遮蔽板１３は、キャピラリ束１１の入射端１１ａに対向する位置において、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に対して垂直で、キャピラリ１２の一端１２ａの配列に平行な方向（つまり、ｘ方向）に、変位し得るように保持されている。遮蔽板１３を変位させることで、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が開口１４を通過して入射するキャピラリ１２が変化する。キャピラリ１２の他端１２ｂの向きが異なっているので、キャピラリ束１１から出射するＸ線ビーム６の方向は変化する。これにより、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が分配されて、異なる場所に供給される。
【００３５】
遮蔽板１３を変位させるためのＸ線分配装置１０の構成を図３に示す。Ｘ線分配装置１０は、遮蔽板１３を保持するステージ１５、ステージ１５をｘ方向に変位させるモータ１６、およびモータ１６を制御する制御部１７を備えている。制御部１７は、演算装置１７ａ、記憶装置１７ｂ、表示装置１７ｃおよび入力装置１７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００３６】
記憶装置１７ｂは、ｘ方向における遮蔽板１３の位置と、遮蔽板１３の開口１４に一端１２ａが臨むキャピラリ１２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ１２の他端１２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶している。Ｘ線ビーム６のｚ方向に対する角度で供給先は定まるので、記憶装置１７ｂは、ｘ方向における遮蔽板１３の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５がキャピラリ束１１の１つのキャピラリ１２によって供給される供給先との対応関係を記憶していることになる。演算装置１７ａは、入力装置１７ｄを介して使用者から指示された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置１７ｂが記憶している対応関係に基づき、モータ１６によるステージ１５の変位を制御する。
【００３７】
Ｘ線源からのＸ線ビーム５の供給先の指定方法を図４に示す。Ｘ線ビーム５の供給先は、キャピラリ束１１の出射端１１ｂからのｚ方向の距離Ｌと、Ｘ線ビーム６が出射するキャピラリ１２の他端１２ｂの中心からｘ方向の距離αとで規定される。使用者は、入力装置１７ｄを介して距離Ｌと距離αを入力することによって、供給先を指定する。
【００３８】
演算装置１７ａは、入力された距離Ｌと距離αを用いてθ＝ａｒｃｔａｎ（α／Ｌ）の演算を行い、出射するＸ線ビーム６のｚ方向に対する角度が、算出された角度θに最も近いキャピラリ１２を見出し、そのキャピラリ１２の一端１２ａに開口１４が対向するように、記憶している対応関係に基づいて、モータ１６によるステージ１５の変位を制御する。これにより、所望の位置へのＸ線ビーム５の供給がなされる。距離Ｌと距離αとを入力することに代えて、供給先の番号を入力するようにしてもよい。この場合、記憶装置１７ｂは、さらに、供給先の番号と、その供給先に向うＸ線ビーム６のｚ方向に対する角度との対応関係を、記憶しておくことになる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、短いキャピラリ１２でキャピラリ束１１を構成し、キャピラリ１２の他端１２ｂから、大きく離れた位置にＸ線ビーム６を分配するようにしている。したがって、キャピラリ束１１と分配先との間に、障害物が存在してはならない。キャピラリ束１１に含まれる各キャピラリ１２を長くして、分配先の直前にキャピラリ１２の他端１２ｂが位置するようにしてもよい。この場合、障害物を避けるように湾曲させたキャピラリを使用することが可能である。また、本実施形態では、個々のキャピラリ１２の径が一定ではないキャピラリ束１１を使用しているが、径が一端１２ａから他端１２ｂまで一定のキャピラリでキャピラリ束を構成してもよい。
【００４０】
本発明の第２の実施形態のＸ線分配装置２０の光学構成を図５の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置２０は第１の実施形態のＸ線分配装置１０に類似しているが、キャピラリ束２１が複数のキャピラリ２２をｘ方向およびｙ方向に２次元に配列して成る点、および、遮蔽板２３が２つの開口２４を有している点で相違している。図６に、キャピラリ束２１および遮蔽板２３の正面図を示す。キャピラリ束２１の入射端２１ａは、１辺が約３ｍｍの正方形である。
【００４１】
Ｘ線分配装置２０においては、開口２４を通過してキャピラリ束２１に入射するＸ線ビームが２本になり、同時に２つの位置にＸ線ビームを分配することが可能である。なお、遮蔽板２３の開口２４の数は３以上であってもよい。
【００４２】
Ｘ線分配装置２０においても、遮蔽板２３を変位させることによって、Ｘ線ビームを伝播させるためのキャピラリ２２を選択することが可能である。Ｘ線分配装置２０においては、遮蔽板２３を、ｘ方向のみならず、ｙ方向にも変位させることが可能である。遮蔽板２３を変位させるための構成は、図３に示したものに類似しており、遮蔽板を保持するステージがｘ方向およびｙ方向の双方に変位可能である点でのみ、相違している。また、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を使用者によって指定された供給先に供給する方法も、第１の実施形態と類似している。本実施形態では、制御部の記憶装置は、すべてのキャピラリ１２の他端１２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度のみならずｘ方向またはｙ方向に対する角度も記憶することになる。
【００４３】
本発明の第３の実施形態のＸ線分配装置３０の光学構成を図７の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置３０は、キャピラリ束３１、６つの遮蔽板３３、および遮蔽板３３を保持する保持部３５を有する。図８の（ａ）に、キャピラリ束３１の正面図を示す。キャピラリ束３１は、第２の実施形態のＸ線分配装置２０におけるキャピラリ束２１と同様に、複数のキャピラリ３２をｘ方向およびｙ方向に２次元に配列して構成されている。
【００４４】
図８の（ｂ）に、遮蔽板３３および保持部３５の正面図を示す。保持部３５は、正六角形の保持板３５ａと、保持板３５ａをその中心の周りに回転し得るように支持する支持部３５ｂより成る。遮蔽板３３は、保持板３５ａの縁に取り付けられており、保持板３５ａと共に回転する。保持板３５ａの回転によって、６つの遮蔽板３３のうちのいずれか１つが、キャピラリ束３１の入射端３１ａに対向する所定位置に選択的に配置される。
【００４５】
６つの遮蔽板３３には、それぞれ１つ以上の開口３４が設けられている。開口３４の位置および／または数は、遮蔽板３３ごとに異なっている。したがって、異なる遮蔽板３３をキャピラリ束３１の入射端３１ａに対向する所定位置に配置することで、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先を変えることができる。なお、６つの遮蔽板３３に、少なくとも１つの開口３４の位置が同じである２つ以上の遮蔽板が含まれるようにしてもよい。このようにすると、所定位置に配置する遮蔽板３３を変えることによって、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先を一部のみ変更しながら、Ｘ線ビーム５が継続して分配される分配先が存在するようにすることが可能になる。
【００４６】
６つの遮蔽板３３のいずれか１つを選択的に所定位置に配置するためのＸ線分配装置３０の構成を、図９に示す。Ｘ線分配装置３０は、前述の保持部３５の保持板３５ａを回転させるモータ３６、およびモータ３６を制御する制御部３７を備えている。制御部３７は、演算装置３７ａ、記憶装置３７ｂ、表示装置３７ｃ、入力装置３７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００４７】
記憶装置３７ｂは、遮蔽板３３と、遮蔽板３３がキャピラリ束３１の入射端３１ａに対向する所定位置にあるときの開口３４に臨むキャピラリ３２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ３２の他端３２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度およびｘ方向に対する角度を記憶している。つまり、記憶装置３７ｂは、ｘ方向における遮蔽板３３の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５がキャピラリ束３１の１つ以上のキャピラリ３２によって供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶している。演算装置３７ａは、入力装置３７ｄを介して使用者から指示された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置３７ｂが記憶している対応関係に基づき、モータ３６による保持板３５ａの回転量を制御して、入射端３１ａに対向する所定位置に存在する遮蔽板３３を切替える。使用者は、２以上のキャピラリ３２を指定することができる。なお、遮蔽板の数ならびに遮蔽板に設ける開口の位置および数に制限はない。
【００４８】
本発明の第４の実施形態のＸ線分配装置４０の光学構成を図１０の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置４０は、キャピラリ束４１および遮蔽板４３を有する。キャピラリ束４１および遮蔽板４３の正面図を図１１に示す。キャピラリ束４１は、第１の実施形態のＸ線分配装置１０におけるキャピラリ束１０と同様に、キャピラリ４２の一端４２ａの開口面がｘ方向に１次元に並ぶように配列されている。遮蔽板４３は、相互に交差する２つの直線部４４ａ，４４ｂを含む開口４４を有している。
【００４９】
開口４４の直線部４４ａ，４４ｂの幅（延在方向に垂直な方向の寸法）は、個々のキャピラリ４２の一端４２ａにおける外径以下である。開口４４は、一方の直線部４４ａが、キャピラリ４２の配列方向に対して垂直なｙ方向に延在するように設けられており、他方の直線部４４ｂは、直線部４４ａに対して鋭角を成している。直線部４４ａおよび直線部４４ｂは、キャピラリ束４０の入射端４１ａに同時に対向する。
【００５０】
遮蔽板４３をｘ方向および／またはｙ方向に変位させることで、開口４４を通じてＸ線源からのＸ線ビーム５が入射するキャピラリ４２が変化する。このとき、遮蔽板４３を、キャピラリ４２の配列方向に対して垂直な方向（ｙ方向）にのみ変位させると、一端４２ａが一方の直線部４４ａに臨むキャピラリ４２は変化しないが、一端４２ａが他方の直線部４４ｂに臨むキャピラリ４２は変化する。これにより、図１２に示すように、Ｘ線ビーム６が出射するキャピラリ４２の一方のみを変えて、分配先を一方のみ変化させることが可能である。なお、直線部４４ａ，４４ｂの交点が入射端４１ａに対向する状態では、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先は１つのみになる。
【００５１】
遮蔽板４３を変位させるための構成は、図３に示した構成と類似したものになる。本実施形態においては、記憶装置は、ｘ方向およびｙ方向における遮蔽板４３の位置と、開口４４の直線部４４ａ，４４ｂに臨むキャピラリ４２との対応関係と、すべてのキャピラリ４２の他端４２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶しておく。つまり、記憶装置は、ｘ方向およびｙ方向における遮蔽板４３の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５がキャピラリ束４１の１つ以上のキャピラリ４２によって供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておく。演算装置は、使用者から指定された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置が記憶している対応関係に基づき、モータによるステージの変位を制御する。
【００５２】
なお、開口４４の一方の直線部４４ａを、他方の直線部４４ｂと同様に、キャピラリ４２の配列方向に斜交する方向に延在させてもよい。このような配置では、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の分配先を両方とも変化させることができる。また、開口４４が３つ以上の直線部を有する構成としてもよく、直線部が交差しない構成としてもよい。
【００５３】
本発明の第５の実施形態のＸ線分配装置５０の光学構成を図１３の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置５０は、キャピラリ束５１を有しているが、遮蔽板を有しておらず、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビーム５を分配する。キャピラリ束５１の正面図を図１４に示す。キャピラリ束５１は、個々のキャピラリ５２をｘ方向に１次元に配列して成る。
【００５４】
Ｘ線分配装置５０においては、キャピラリ束５１をキャピラリ５２の配列方向であるｘ方向に変位させることによって、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が入射するキャピラリ５２を変化させて、分配先を変える。キャピラリ束５１をｘ方向に変位させるための構成を図１５に示す。Ｘ線分配装置５０は、キャピラリ束５１を保持するステージ５５、ステージ５５をｘ方向に変位させるモータ５６、およびモータ５６を制御する制御部５７を備えている。制御部５７は、演算装置５７ａ、記憶装置５７ｂ、表示装置５７ｃおよび入力装置５７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００５５】
記憶装置５７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束５１の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に一端５２ａが対向するキャピラリ５２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ５２の他端５２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶している。つまり、記憶装置５７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束５１の位置と、キャピラリ束５１の１つのキャピラリ５２によってＸ線源からのＸ線ビーム５が供給される供給先との対応関係を記憶している。演算装置５７ａは、入力装置５７ｄを介して使用者から指示された供給先にＸ線源からのＸ線ビーム５が供給されるように、記憶装置５７ｂが記憶している対応関係に基づき、モータ５６によるステージ５５の変位を制御する。
【００５６】
なお、上記の第１〜第５の実施形態のＸ線分配装置１０〜５０においては、出射する複数のＸ線ビームを１点に収束させる方向に湾曲しているキャピラリ束を使用しているが、図１６に示すように、出射するＸ線ビームを発散させる方向に湾曲しているキャピラリ束７１を使用してもよい。また、キャピラリ束に含まれるキャピラリの湾曲方向を個別に相違させてもよい。
【００５７】
本発明の第６の実施形態のＸ線分配装置６０の光学構成を図１７の側面図に模式的に示す。Ｘ線分配装置６０は、第５の実施形態のＸ線分配装置５０と同様に、キャピラリ束６１を有しているが、遮蔽板を有しておらず、Ｘ線源から供給される細い径のＸ線ビーム５を分配する。
【００５８】
キャピラリ束６１の正面図を図１８に示す。キャピラリ束６１は、個々のキャピラリ６２をｘ方向に１次元に配列して成る。キャピラリ束６１のキャピラリ６２のうち、中央に位置する直線状のもの以外のキャピラリは、一端６２ａから他端６２ｂまで一様な曲率半径で湾曲している。外側に位置するキャピラリ６２ほど曲率半径は小さいが、最も外側のキャピラリ６２の曲率半径は５０ｃｍ以上である。キャピラリ束６１の長さ（ｚ方向の寸法）は約５ｃｍであり、キャピラリ束６１の入射端６１ａの大きさ（ｘ方向の寸法）は約３ｍｍである。個々のキャピラリ６２の一端６２ａにおける外径は約１０μｍである。
【００５９】
キャピラリ束６１は、キャピラリ６２の配列方向であるｘ方向に変位可能であり、また、矢印Ａで示したように、ｚ方向およびｘ方向に垂直なｙ方向に平行で、キャピラリ束６１の中心を通る軸を中心として、回動可能である。キャピラリ束６１をｘ方向に変位させることで、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が入射するキャピラリ６２を変化させることが可能である。また、キャピラリ束６１を、ｙ軸に平行な軸の周りに回転させることにより、つまり、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を含む面内で回転させることにより、個々のキャピラリ６２の他端６２ｂ近傍部位の向き（ｚ方向に対する角度）を調節することが可能になり、分配先を精密に設定することができる。
【００６０】
さらに、この回動によって、隣接する２つのキャピラリ６２の一方のみが、入射したＸ線に対する全反射の条件を満たすようにすることも可能であり、Ｘ線源からのＸ線ビーム５が隣接する２つのキャピラリ６２に跨って入射した場合でも、一方のキャピラリ６２のみがＸ線ビームを伝播させるようにすることができる。したがって、所望の分配先のみに、Ｘ線ビーム５を分配することが可能である。
【００６１】
キャピラリ束６１を変位させ回動させるための構成を図１９に示す。Ｘ線分配装置６０は、キャピラリ束６１を保持し、ｙ方向に平行でキャピラリ束６１の中心を通る軸の周りに回動可能なスイベルステージ６５、スイベルステージ６５をｘ方向に変位させるモータ６６ａ、スイベルステージ６５をｙ方向に平行な軸の周りに回動させるモータ６６ｂ、ならびにモータ６６ａおよびモータ６６ｂを制御する制御部６７を備えている。制御部６７は、演算装置６７ａ、記憶装置６７ｂ、表示装置６７ｃおよび入力装置６７ｄを含むコンピュータシステムである。
【００６２】
記憶装置６７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束６１の位置およびｙ軸に平行な軸の周りのキャピラリ束６１の角度と、Ｘ線源からのＸ線ビーム５に一端６２ａが対向するキャピラリ６２との対応関係を記憶しており、さらに、すべてのキャピラリ３２の他端３２ｂから出射するＸ線ビーム６の、ｚ方向に対する角度を記憶している。つまり、記憶装置３７ｂは、ｘ方向におけるキャピラリ束６１の位置およびｙ軸に平行な軸の周りのキャピラリ束６１の角度と、キャピラリ束６１の１つのキャピラリ６２によってＸ線源からのＸ線ビーム５が供給される供給先との対応関係を記憶している。記憶装置６７ｂは、また、入射したＸ線ビームが全反射の条件（臨界角以上の入射角）を満たし得る個々のキャピラリ６２の回動量を記憶している。
【００６３】
演算装置６７ａは、入力装置６７ｄを介して使用者から指示された供給先付近にＸ線ビーム６を導き得るいくつかのキャピラリ６２を、記憶装置６７ｂが記憶している対応関係に基づいて見出し、それらのキャピラリ６２の中から、Ｘ線ビーム６が供給先に厳密に達するように回動量を調節することが可能なものを選出する。そして、選出したキャピラリ６２にＸ線源からのＸ線ビーム５が入射し、かつ、そのキャピラリ６２から供給先にＸ線ビームが達するように、モータ６６ａによるスイベルステージ６５の変位を制御し、モータ６６ｂによるスイベルステージ６５の回動を制御する。
【００６４】
なお、キャピラリ６２を１次元に配列したキャピラリ束６１に代えて、キャピラリ６２を２次元に配列したキャピラリ束を用いることも可能である。その場合、スイベルステージ６５としては、ｘ方向とｙ方向の双方にキャピラリ束変位させ、かつ、ｙ方向に平行な軸のみならず、ｘ方向に平行な軸の周りにもキャピラリ束を回動させるものを使用し、モータ６６ａ，６６ｂに対応するもう１組のモータを備える。キャピラリ束の変位および回動の制御も、２方向について行う。
【００６５】
本発明の第７の実施形態であるＸ線分配システムの構成を図７に模式的に示す。Ｘ線分配システム１００は、Ｘ線分配装置１１０と、Ｘ線分配装置１１０からＸ線ビームが供給される供給先１２０を含む。
【００６６】
Ｘ線分配装置１１０は、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を同時に複数のＸ線ビーム６として分配するもので、たとえば、第２〜第４の実施形態のＸ線分配装置２０，３０，４０である。Ｘ線分配装置１１０は、キャピラリ束１１１、遮蔽板１１３、駆動部１１６および制御部１１７を含む。キャピラリ束１１１、遮蔽板１１３および制御部１１７の構成および機能は、第２〜第４の実施形態で説明したとおりである。駆動部１１６は、遮蔽板１１３をキャピラリ束１１１に対して変位させる、あるいは複数の遮蔽板１１３の１つをキャピラリ束１１１に対向する所定位置に配置するもので、たとえば前述のモータ３６である。
【００６７】
供給先１２０は複数存在し、いくつかのグループ１２１にまとめられている。個々のグループ１２１に含まれるすべての供給先１２０には、Ｘ線分配装置１１０からの複数のＸ線ビーム６が同時に供給される。１つのグループ１２１に含まれる供給先１２０には、たとえば、Ｘ線ビームによって対象物に処理を施す実験装置、Ｘ線ビームによって対象物の特性を測定する測定装置、Ｘ線ビーム自体の状況を監視するビームモニタなどが含まれる。なお、異なるグループ１２１に同一の供給先１２０（たとえばビームモニタ）が含まれてもよい。
【００６８】
Ｘ線分配装置１１０の制御部１１７は、前述のように、遮蔽板１１３の位置または所定位置に配置される遮蔽板１１３と、Ｘ線ビーム５がキャピラリ束１１１によって供給される供給先１２０との対応関係を記憶しており、１つのグループ１２１に含まれるすべての供給先に、Ｘ線ビーム６が同時に供給されるように、駆動部１１６による遮蔽板１１３の変位または遮蔽板１１３の所定位置への配置を、制御する。換言すれば、１つのグループ１２１には、キャピラリ束１１１によってＸ線ビーム６が同時に供給される供給先のみが含まれる。なお、供給先１２０のグループ分けは、遮蔽板１１３に基づいて、あらかじめ行われている。
【００６９】
本Ｘ線分配システム１００では、使用者は、個々の供給先１２０の位置を指定するのではなく、供給先１２０のグループ１２１のグループ番号、グループ名称、実験名称、プロジェクト名称等を指定する。したがって、供給先１２０の切り替えが極めて容易である。本Ｘ線分配システム１００を照射光施設のＸ線ビームラインに採用することで、複数の研究装置でＸ線ビームを同時に利用することが可能になって、研究に対する時間的制約が軽減され、また、照射光施設の利用効率が大きく向上する。しかも、運用が容易である。
【実施例】
【００７０】
第６の実施形態のＸ線分配装置６０を用いてＸ線ビームを分配し、分配先におけるＸ線ビームの強度を測定した。測定は、図２１に示すように、キャピラリ束６１をｘ方向にΔｘ（ｍｍ）だけ変位させ、キャピラリ束６１の中心を通りｙ軸に平行な軸の周りにキャピラリ束６１をθｙ（゜）だけ回動させて、キャピラリ束６１の出射端６１ｂからのｚ方向の距離がＬ（ｍｍ）の平面上に、Ｘ線検出器を配置して、分配されたＸ線ビームの強度を検出することにより行った。パラメータΔｘ、θｙおよびＬを表１に示す。なお、Ｘ線源からのＸ線ビーム５の波長は０．１ｎｍであり、その直径は約２００μｍである。
【００７１】
［表１］
測定 キャピラリ束 キャピラリ束 分配先までの
番号 変位量Δｘ（ｍｍ） 回動量θｙ（゜） 距離Ｌ（ｍｍ）
Ｍ１ −１．５ −１．５８ ２０
Ｍ２ −１．５ −１．５８ ４５
Ｍ３ −０．５ −０．５４ ４５
Ｍ４ −０．５ −０．５４ ２０
Ｍ５ ０．５ ０．５４ ２０
Ｍ６ ０．５ ０．５４ ４５
Ｍ７ １．５ １．６６ ４５
Ｍ８ １．５ １．６６ ２０
【００７２】
測定番号Ｍ１〜Ｍ８の測定結果を図２２に示す。図２２において、横軸は、分配先のｘ方向の位置を表しており、縦軸は、各位置でのＸ線ビームの相対強度を表す。なお、図２２においてＭ０と記したピークは、測定系からキャピラリ束６１を取り除き、距離Ｌが２０ｍｍの位置で、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を直接測定したものである。
【００７３】
変位量Δｘおよびθｙがそれぞれ同一の測定（Ｍ１，Ｍ２／Ｍ３，Ｍ４／Ｍ５，Ｍ６／Ｍ７，Ｍ８）においては、距離Ｌの違いにかかわらず、ピーク幅およびピーク高さに大きな差異がない。これより、キャピラリ６２を出射したＸ線ビーム６は、あまり発散することなく、ほぼ平行ビームとして分配されることが判る。
【００７４】
図２２に示した測定結果を、キャピラリ６２の変位量Δｘと分配先の位置（ｘ方向距離）との関係、およびキャピラリ６２の回動量θｙと分配先の位置（ｘ方向距離）との関係として表した図を、図２３に示す。図２３の（ａ）に示すように、分配先のｘ方向の位置は、変位量Δｘに比例しており、また、図２３の（ｂ）に示すように、分配先のｘ方向の位置は、回動量θｙにも比例している。（ａ），（ｂ）のどちらにおいても、ｚ方向の距離Ｌが大きいほど直線の傾きは大きくなっており、これは、キャピラリ６２からのｚ方向の距離が大きいほど、Ｘ線ビームが大きく分離されることを示している。
【００７５】
本実施例より、第６の実施形態のＸ線分配装置６０によって、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を確実に分配し得ることが判る。また、遮蔽板またはキャピラリ束の変位のみを含み、したがって原理的に第６の実施形態よりも簡単な第１〜第５の実施形態のＸ線分配装置１０，２０，３０，４０，５０によっても、Ｘ線源からのＸ線ビーム５を分配し得ることが理解される。
【符号の説明】
【００７６】
５，６ Ｘ線ビーム
１０，２０，３０，４０，５０，６０ Ｘ線分配装置
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ キャピラリ束
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ，７１ａ 入射端
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１ｂ，７１ｂ 出射端
１２，２２，３２，４２，５２，６２ キャピラリ
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ 一端
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ 他端
１３，２３，３３，４３ 遮蔽板
１４，２４，３４，４４ 開口
４４ａ，４４ｂ 直線部
１５，５５ ステージ
６５ スイベルステージ
３５ 保持部
３５ａ 保持板
３５ｂ 支持部
１６，３６，５６，６６ａ，６６ｂ モータ
１７，３７，５７，６７ 制御部
１７ａ，３７ａ，５７ａ，６７ａ 演算装置
１７ｂ，３７ｂ，５７ｂ，６７ｂ 記憶装置
１７ｃ，３７ｃ，５７ｃ，６７ｃ 表示装置
１７ｄ，３７ｄ，５７ｄ，６７ｄ 入力装置
１００ Ｘ線分配システム
１１０ Ｘ線分配装置
１１１ キャピラリ束
１１３ 遮蔽板
１１６ 駆動部
１１７ 制御部
１２０ 供給先
１２１ 供給先グループ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口を有し、キャピラリ束の入射端に対向して配置された遮蔽板と、
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に遮蔽板を変位させる駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項２】
キャピラリ束のキャピラリの前記一端の開口面がＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に線状に配列されたキャピラリ群を含み、
遮蔽板は、キャピラリの前記一端の外径以下の幅の相互に交差する２本の線状の開口部を有し、
遮蔽板の２本の線状の開口部が共に、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して交差する方向に延在し、
駆動部が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に、遮蔽板を変位させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線分配装置。
【請求項３】
遮蔽板の２本の線状の開口部の一方が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に延在することを特徴とする請求項２に記載のＸ線分配装置。
【請求項４】
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向における遮蔽板の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による遮蔽板の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線分配装置。
【請求項５】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であってキャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口をそれぞれ有し、開口の位置または数が異なる複数の遮蔽板と、
前記複数の遮蔽板のいずれか１つを、キャピラリ束の入射端に対向する所定位置に配置する駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項６】
遮蔽板と、前記所定位置に前記遮蔽板を配置したときにＸ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による前記所定位置への遮蔽板の配置を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項５に記載のＸ線分配装置。
【請求項７】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させる駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項８】
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項７に記載のＸ線分配装置。
【請求項９】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させるとともに、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内で回動させる駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項１０】
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置およびＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内でのキャピラリ束の角度と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位および回動を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項９に記載のＸ線分配装置。
【請求項１１】
キャピラリ束に含まれる全てのキャピラリが、５０ｃｍ以上の曲率半径を有することを特徴とする請求項１、５、７および９のいずれか１項に記載のＸ線分配装置。
【請求項１２】
遮蔽板の開口が、キャピラリの前記一端の外径以下の直径の円形であることを特徴とする請求項１または５に記載のＸ線分配装置。
【請求項１３】
湾曲したキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が直線状であり、
キャピラリ束の全てのキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が、平行に配置されていることを特徴とする請求項１、５および７のいずれか１項に記載のＸ線分配装置。
【請求項１４】
請求項４または６に記載のＸ線分配装置と、
Ｘ線源からのＸ線ビームがＸ線分配装置のキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先と
を含むことを特徴とするＸ線分配システム。
【請求項１５】
Ｘ線分配装置の制御部は、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して同時に供給される１つ以上の供給先を１つのグループとして、複数のグループを記憶しておき、各グループに含まれるすべての供給先にＸ線ビームが同時に供給されるように、駆動部を制御することを特徴とする請求項１４に記載のＸ線分配システム。
【請求項１】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口を有し、キャピラリ束の入射端に対向して配置された遮蔽板と、
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に遮蔽板を変位させる駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項２】
キャピラリ束のキャピラリの前記一端の開口面がＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に線状に配列されたキャピラリ群を含み、
遮蔽板は、キャピラリの前記一端の外径以下の幅の相互に交差する２本の線状の開口部を有し、
遮蔽板の２本の線状の開口部が共に、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して交差する方向に延在し、
駆動部が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に、遮蔽板を変位させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線分配装置。
【請求項３】
遮蔽板の２本の線状の開口部の一方が、キャピラリ群の前記一端の開口面の配列方向に対して垂直な方向に延在することを特徴とする請求項２に記載のＸ線分配装置。
【請求項４】
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向における遮蔽板の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による遮蔽板の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線分配装置。
【請求項５】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であってキャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
Ｘ線源からのＸ線ビームを通過させる開口をそれぞれ有し、開口の位置または数が異なる複数の遮蔽板と、
前記複数の遮蔽板のいずれか１つを、キャピラリ束の入射端に対向する所定位置に配置する駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項６】
遮蔽板と、前記所定位置に前記遮蔽板を配置したときにＸ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部による前記所定位置への遮蔽板の配置を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項５に記載のＸ線分配装置。
【請求項７】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させる駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項８】
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項７に記載のＸ線分配装置。
【請求項９】
Ｘ線源からのＸ線ビームを分配するＸ線分配装置であって、
湾曲したキャピラリを含む複数のキャピラリから成るキャピラリ束であって、キャピラリの一端が、相互に隣接して配置されて、Ｘ線源からのＸ線ビームが入射する入射端を成すキャピラリ束と、
キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向に変位させるとともに、キャピラリ束をＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内で回動させる駆動部と
を備えることを特徴とするＸ線分配装置。
【請求項１０】
Ｘ線源からのＸ線ビームに対して垂直な方向におけるキャピラリ束の位置およびＸ線源からのＸ線ビームを含む平面内でのキャピラリ束の角度と、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つを経由して供給される供給先との対応関係を記憶しておき、入力された供給先にＸ線ビームが供給されるように、前記対応関係に基づいて、駆動部によるキャピラリ束の変位および回動を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項９に記載のＸ線分配装置。
【請求項１１】
キャピラリ束に含まれる全てのキャピラリが、５０ｃｍ以上の曲率半径を有することを特徴とする請求項１、５、７および９のいずれか１項に記載のＸ線分配装置。
【請求項１２】
遮蔽板の開口が、キャピラリの前記一端の外径以下の直径の円形であることを特徴とする請求項１または５に記載のＸ線分配装置。
【請求項１３】
湾曲したキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が直線状であり、
キャピラリ束の全てのキャピラリの前記一端から所定距離までの部分が、平行に配置されていることを特徴とする請求項１、５および７のいずれか１項に記載のＸ線分配装置。
【請求項１４】
請求項４または６に記載のＸ線分配装置と、
Ｘ線源からのＸ線ビームがＸ線分配装置のキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して供給される１つ以上の供給先と
を含むことを特徴とするＸ線分配システム。
【請求項１５】
Ｘ線分配装置の制御部は、Ｘ線源からのＸ線ビームがキャピラリ束に含まれるキャピラリの１つ以上を経由して同時に供給される１つ以上の供給先を１つのグループとして、複数のグループを記憶しておき、各グループに含まれるすべての供給先にＸ線ビームが同時に供給されるように、駆動部を制御することを特徴とする請求項１４に記載のＸ線分配システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１８１１１１（Ｐ２０１２−１８１１１１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４３７６（Ｐ２０１１−４４３７６）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
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