JP2561312Y2 - X線分光器 - Google Patents

X線分光器

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JP2561312Y2
JP2561312Y2 JP1611292U JP1611292U JP2561312Y2 JP 2561312 Y2 JP2561312 Y2 JP 2561312Y2 JP 1611292 U JP1611292 U JP 1611292U JP 1611292 U JP1611292 U JP 1611292U JP 2561312 Y2 JP2561312 Y2 JP 2561312Y2
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智也 新井
孝 庄司
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理学電機工業株式会社
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、X線源から発生する
X線を大きな立体角で取り出す集中法式のX線分光器に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光X線分析装置は、励起X線を分析試
料に照射し、この分析試料からの蛍光X線の強度を検出
し、分析試料の元素や組成の分析を行うものである。こ
の種の分析装置では、分析試料から発生した蛍光X線を
分光器で単色化して、所定の波長のX線のみをX線検出
器で検出する場合が多い。上記分光器として、従来よ
り、ヨハン型分光器とヨハンソン型分光器が用いられて
いる。これらの分光器を用いた蛍光X線分析装置の一例
を図4(a),(b)に示す。
【0003】図4(a)はヨハン型分光器を用いたもの
である。この図において、X線管3から出射された一次
X線B1は、分析試料1の被照射部分(X線源)1aの
原子を励起して、分析試料1を構成する元素固有の蛍光
X線B2を発生させる。発生した蛍光X線B2は、分析
試料1から出射されて、湾曲型の分光結晶40に入射し
て、ブラッグの式を満足する所定の波長を有する蛍光X
線のみが回折される。この回折により、蛍光X線は単色
化つまり分光される。この分光結晶40によって反射さ
れた回折X線B3は、受光スリット5を通過してX線検
出器6に入射する。入射した回折X線B3はX線検出器
6で検出され、図示しない分析器により、所定のX線分
析がなされる。なお、分析試料1、分光結晶40および
受光スリット5は、一点鎖線で示す半径Rのローランド
円C上に配置されている。
【0004】ここで、一次X線B1を分析試料1の微小
部分に照射した場合のように、蛍光X線B2の強度が弱
い場合には、周方向に長い分光結晶40を用いて、X線
検出器6に入射する回折X線B3のX線強度を強くする
必要がある。しかし、上記ヨハン型分光器の分光結晶4
0は、結晶平面が網平面と一致しているが、半径2Rの
円筒状に曲げられており、そのため、分光結晶40の長
さを長くすると、収差が大きくなる。その結果、分解能
が低下し、分析精度が低下する。
【0005】一方、ヨハンソン型の分光器の分光結晶4
1は、図4(b)に示すように、その表面が半径Rのロ
ーランド円Cに沿っており、理論的には収差が生じな
い。しかし、このヨハンソン型の分光結晶41は、ま
ず、平板結晶を半径2Rで円筒状に曲げ、ついで、ロー
ランド円Cに沿うように結晶を研磨することにより製作
される。そのため、分光結晶41の長さを長くしようと
すると、両端41aの厚みが厚くなるから、長い分光結
晶を製作することができない。
【0006】そこで、従来より、図5に示すように、分
析試料1の被照射部分1aと受光スリット5の開口5a
を、分光結晶4の表面を形成する円筒面4aの軸線S上
に配置した分光器10が知られている。この分光器10
によれば、分光結晶4を周方向に長くすることで、立体
角φを大きくして、強いX線強度が得られる一方で、分
光結晶4の中心4cで蛍光X線B2を回折するので、理
論的には収差もないから、分析精度が向上する。しか
も、ヨハンソン型と異なり、分光結晶4を研磨する必要
もないので、製作も容易である。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】しかし、上記図5の従
来技術では、分光結晶4の入射角θおよび回折角θが定
まっており、そのため、蛍光X線B2を複数種類の波長
に分光することができない。したがって、たとえば複数
種類の元素についての分析ができない。この考案は、X
線源と受光スリットの開口を円筒状の分光結晶の軸線上
に配置したX線分光器において、複数種類の波長に分光
することが可能なX線分光器を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項1の考案は、円筒状の分光結晶を
円筒の軸線に平行に複数配設するとともに、各分光結晶
に対応する複数の受光スリットを設けている。請求項1
の考案によれば、円筒状の分光結晶を円筒の軸線に平行
に複数配設したから、各分光結晶ごとに異なる回折角
で、X線を分光することができる。
【0009】請求項2の考案は、X線源と受光スリット
の開口を円筒状の分光結晶の軸線上に配置した関係を保
ちながら、上記分光結晶および受光スリットをスライド
移動させるスライド移動装置を設けている。この場合、
上記X線源または分光結晶のいずれか一方を回転させる
回転装置を設けて、X線源からのX線の取出角を一定に
保つのが好ましい。
【0010】請求項2の考案によれば、分光結晶および
受光スリットをスライド移動させることにより、異なる
回折角でX線を分光することができる。また、回転装置
を設けて、X線源からのX線の取出角を一定に保った場
合は、X線源から分光結晶へ向かうX線の強度を所定の
大きな一定値に保つことができる。
【0011】
【実施例】以下、この考案の実施例を図面にしたがって
説明する。図1は第1実施例を示す。図1(a)におい
て、円筒状の分光結晶4は、円筒の軸線Sに沿って平行
に複数個(たとえば2つ)配設されている。つまり、各
分光結晶4から軸線Sまでの距離は、図1(b)のよう
に、全て等しくrになっている。一方、上記軸線S上に
は、分析試料1の被照射部分1aと、複数の受光スリッ
ト5の開口5aとが配設されている。
【0012】各分光結晶4は、その結晶平面が網平面と
一致しており、異なる入射角θnで入射した蛍光X線B
2を、それぞれ異なる回折角θnで回折する。各受光ス
リット5は、それぞれ、分光結晶4に対応して設けられ
ており、回折X線B3を通過させて、X線検出器6に入
射させる。その他の構成は、図5の従来例と同様であ
り、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その
詳しい説明を省略する。
【0013】上記構成においては、分光結晶4を円筒の
軸線Sに沿って平行に2個配設したので、蛍光X線B2
が異なる回折角θ1 ,θ2 で回折され、受光スリット5
aを通過して、X線検出器6に入射する。したがって、
蛍光X線B2を2種類の波長に分光することができる。
【0014】なお、上記実施例では、分光結晶4、受光
スリット5およびX線検出器6からなる分光器10を2
個づつ設けたが、必要に応じて分光器10を3個以上設
けてもよい。
【0015】図2は第2実施例を示す。図2(a)にお
いて、この実施例は、分光器10を1つだけ設けた走査
型分光器である。この分光器10には、一対の案内ロッ
ド11,12を有するスライド移動装置と、受光スリッ
ト回転装置13(図2(b))と、全体回転装置14と
を有している。
【0016】上記各案内ロッド11,12は、各々、図
2(b)の第1および第2スライダ11Sおよび12S
を介して、図2(a)の分光結晶4および受光スリット
5を案内するもので、軸線Sに平行に配設されており、
図示しない連結材により一体となっている。スライド移
動装置は、図示していないが、たとえば1:2の歯車比
を有する一対のピニオンと、このピニオンに係合するラ
ックを有し、図2(c)のように、分光結晶4と受光ス
リット5を、案内ロッド11,12に沿って1:2の変
位量で移動させるものである。つまり、スライド移動装
置は、分光結晶4と受光スリット5の開口5aを、分光
結晶4の軸線S上に配置した関係を保ちながら、分光結
晶4および受光スリット5を平行にスライド移動させ
る。
【0017】図2(b)の受光スリット回転装置13
は、第1スライダ11Sを中心に回転する案内リンク1
5と、この案内リンク15に対して摺動自在で、かつ、
第2スライダ12Sに対して回転自在な第3スライダ1
5Sを有している。上記受光スリット5(図2(b))
は第3スライダ15Sに固定されており、したがって、
図2(a)の受光スリット5は、分光結晶4を中心に回
転する。なお、X線検出器6は受光スリット5と一体に
なっており、したがって、受光スリット5と共に移動
し、回転する。
【0018】上記全体回転装置14は、2本の案内ロッ
ド11,12を含む上記分光器10全体を、図2(c)
ないし(d)のように、分析試料1の被照射部分1aを
中心に回転させて、分析試料1からの蛍光X線B2の取
出角αを一定に保つものである。なお、取出角αはX線
管3(実際には図に示した大きさよりも大きく、かつ、
分析試料1に近接している。)に干渉しない範囲におい
て、できる限り大きく設定する。その他の構成は、上記
第1実施例と同様であり、同一部分または相当部分に同
一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【0019】つぎに、上記構成の動作を説明する。ま
ず、図2(a)のように、検出すべき蛍光X線の波長λ
1 に対応する回折角θ1 において、回折X線B3を検出
する。ついで、図2(c)のように、分光結晶4および
受光スリット5を、案内ロッド11,12に沿って、
1:2の変位量で移動させることにより、他の検出すべ
き蛍光X線の波長にλ2 に応じて、回折角θ2 を設定す
る。この際、受光スリット5およびX線検出器6は、受
光スリット回転装置13(図2(b))により、所定角
度回転する。上記移動後、図2(d)のように、全体回
転装置14により、分光器10全体を回転角β(=α−
θ2 )だけ回転させる。この全体回転により取出角αが
一定に保たれる。上記全体回転後、回折X線B3を検出
する。こうして、2種類の波長λ1 ,λ2 を有する回折
X線B3を検出することで、所定のX線分析がなされ
る。
【0020】上記構成においては、全体回転装置14を
設けて、分析試料1からの蛍光X線B2の取出角αを図
3のように、大きな一定値に保っているので、この蛍光
X線B2の強度を所定の大きな一定値に保つことができ
るから、分析精度が向上する。
【0021】ところで、この実施例では、図2の分光結
晶4および受光スリット5を案内する案内ロッド11,
12を一体とし、図2(c),(d)のように、分光器
10全体を全体回転装置14で回転させるから、従来の
ヨハン型またはヨハンソン型分光器において取出角を一
定に保つために分光結晶4および受光スリット5を別々
に回転させるのに比べ、制御が容易になる。
【0022】なお、上記実施例では、全体回転装置14
により、分光結晶4、受光スリット5およびX線検出器
6を回転させて、取出角αを一定に保ったが、図2
(c)の状態からX線管3および分析試料1を反時計回
りに角度β回転させて、取出角αを一定に保ってもよ
い。
【0023】また、分光器10を走査型とする場合に、
上記取出角αを一定に保つ必要はなく、たとえば、図2
の全体回転装置14を設けずに、図2(a),(c)の
状態で、それぞれ、蛍光X線B3の強度を検出すること
としてもよい。
【0024】また、上記各実施例では、分析試料1をX
線源とする分光器について説明したが、X線管のように
ターゲットに電子を衝突させて、ターゲットからの一次
X線を分光する分光器についてもこの考案を適用でき
る。
【0025】
【考案の効果】以上説明したように、請求項1の考案に
よれば、円筒状の分光結晶を円筒の軸線に平行に複数配
設するとともに、各分光結晶に対応する複数の受光スリ
ットを円筒の軸線上に設けたので、分光結晶ごとに異な
る回折角でX線を分光して、弱い強度のX線を複数種類
の波長に分光することができる。
【0026】また、請求項2の考案によれば、X線源と
受光スリットの開口を円筒状の分光結晶の軸線上に配置
した関係を保ちながら、分光結晶および受光スリットを
スライド移動させるので、1つの分光結晶および受光ス
リットにより、X線を複数種類の波長に分光することが
できる。
【0027】さらに、請求項3の考案によれば、X線源
からのX線の取出角を一定に保っているので、分光結晶
に向かうX線の強度を所定の大きな一定値に保つことが
できるから、分析精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はこの考案の第1実施例を示すX線分光
器の斜視図、(b)は同断面図である。
【図2】(a)は第2実施例を示すX線分光器の断面
図、(b)は受光スリット回転装置を示すスケルトン、
(c)および(d)はそれぞれ分光器の動作を示す断面
図である。
【図3】第2実施例を示すX線分光器の斜視図である。
【図4】従来例を示し、(a)はヨハン型分光器の概略
構成図、(b)はヨハンソン型分光器の概略構成図であ
る。
【図5】円筒型の分光結晶を用いた従来の分光器を示す
斜視図である。
【符号の説明】
1a…X線源(分析試料の被照射部分)、4…分光結
晶、5…受光スリット、5a…開口、14…(全体)回
転装置、B2…(蛍光)X線、B3…回折X線。

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線源から出射されたX線を回折して単
    色化する円筒状の分光結晶と、この分光結晶によって反
    射された回折X線を通過させる受光スリットとを備え、
    上記X線源と受光スリットの開口を円筒の軸線上に配置
    したX線分光器において、 上記分光結晶を上記円筒の軸線に平行に複数配設すると
    ともに、上記分光結晶に対応する複数の受光スリットを
    設けたことを特徴とするX線分光器。
  2. 【請求項2】 X線源から出射されたX線を回折して単
    色化する円筒状の分光結晶と、この分光結晶によって反
    射された回折X線を通過させる受光スリットとを備え、
    上記X線源と受光スリットの開口を円筒の軸線上に配置
    したX線分光器において、 上記X線源、分光結晶および受光スリットの上記配置関
    係を保ちながら、上記分光結晶および受光スリットをス
    ライド移動させるスライド移動装置を設けたことを特徴
    とするX線分光器。
  3. 【請求項3】 請求項2において、上記X線源または分
    光結晶のいずれか一方を回転させて、上記X線源からの
    X線の取出角を一定に保つ回転装置を設けたX線分光
    器。
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WO2003036677A1 (fr) * 2001-10-24 2003-05-01 Jeol Ltd. Microscope electronique dote d'un spectrometre a rayons x

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