Фокусирующий спектрометр ультрамягкого рентгеновского излучения Советский патент 1983 года по МПК G01N23/20 

; Изобретение отнсэсится к аппаратуре для рентгеноспектрального анализа, в частности к рентгенооптической схеме фокусирующего спектрометра ультрамя)кого рентгеновского излучения, и может быть использовано в рентгеновских микро анализаторах для проведения локальных рентгеноспектральных исследований в области материаловедения, микрюэлектрони- ки и в других областях науки и техники. Известно устройство для определения эффективности отражения рентгеновских лучей и характеристик рассеяния оптической поверхностью, содержащее источник рентеновского излучения, коллиматор, входную щель, кристалл-монохроматор, выходную щель и два детектора излучекия, между которыми установлен исследуемый отражатель. При исследовании характеристик otw ражателя первый детектор может быть выведен из пучка и тогда излучение попадает на отражеяную поверхность иссле дуемого образца. Интенсивность отраженного или рассеянного излучения измеряется с помощью второго детектора, расположенного за приемной щелью. Второй детектор, приемная щель и образец снабжены средствами для вращения вокруг оси, расположенной в плоскости образиа, что позволяет изменять утчэл падения излучения на образец и направление, в котором и(меряется отраженное или рассеянное излучение | 1 . Известно устройство для яэйлергнкя аномального отражения рентгеновских лучей, которое содержит источник рентгеновских лучей, коплимирующую систему, плоское зеркало полного внешнего отражения, установленное между входной щелью и диспергирующим элементом, выходную щель и детвктор| 2j . Наиболее бпнаким к предлагаемому является фокусируюг ий спектрометр упьультрамягкого рентгеновского, излучения содержащий .мшсрофокусный.источник из- лучения, зерсало полного внещнего отражения, последовательно установленные

на фокусирующей окружности диспергирующий элемент и выходная щель и детектор излучения L-S .

Недостатки известного устройства связаны с вынесением фокуса источника излучения за круг фокусировки и с уста новкой перед входной щелью спектрометра вогнутого зеркала, которое.неизбежно вносит аберрации. Кроме того, такое размещение зеркала увеличивает расстояние от излучения до ;выходной щели, что приводит к потере светосилы.

Целью изобретения является повышение чувствительности анализа благодаря увеличению светосилы спектрометра.

Поставле}шая цель достигается тем, что. в фокусирующем спектрометре ультра МЯГК01Х) рентгеновского излучения-содержащем микрофокусный источник излучения зеркало полного внешнего отражения,

последовательно установленк jie на фокусирующей -окружности диспергирующий элемент и выходная щель и детектор излучения, микрофокусный источник, излучения установлен на фокусирующей ок- ружности, а между ним и диспергирующим элементом или диспергирующим элементом и выходной , щелью установлено внутри фокусирующей окружности зеркало полного внешнего отражения, выполненное плоским.

На чертеже показана рентгеновская схема предлагаемого спектрометра.

Рентгеновская схема фокусирующего спектрометра содержит микро(|)окусный истошик 1 излу1ения и вогнутую дифракционную решетку 2, размещенные на круге фокусировки, зеркало 3 полного внешнего отражения с плоской отражающей поверхпостью, установленное внутри круга фокусировки под углом р относительно направления падающего на него дифрагированного решеткой 2 излучения, выхЪдную щель 4 и детектор 5 рентгеновского излуче}1ия.

Излучение от источника 1 надает на вогнутую решетку 2 под углом oL . При отсутствии зеркала 3 излучение различ ных порядков дифракции с длинами волн, кратными определенной д.л1ше волны, собтветствующей при заданном угле падения (Хуглу дифракции , фокусируется в точке А на круге фокусировки. Зеркало 3 переносит изображение точки А в точку Л. При этом подавляются коротковопновые составляющие дифрагированного излучения. Граница фильтрации зависит от отражательных свойств поверхности, которые определяются Материалом покрытия и углом падения (Ь . Выходная щель 4 установлена в точке А, Таким образом, в детектор 5 попадает излучение определенной длины волны, свободное от высших пор.дков дифракции (коротковолновых составляющих). Сканирование по спектру может осуществляться благодаря изменению угла падения с одновременным изменением расстояния между источником 1 излучения и дифракционной решеткой 2.

Использование в спектрометре предложенного техн1-гческого решения позволяет увеличить светосилу в диапазоне длин волн от 4 до 25 нм в 2,5 - 1,5 раза по сравнению с известным устройством тем самых- повысить чувствительность анализа. Кроме того, такая, рентгенооп- тическая схема приводит к существенному уменьшению габаритов спектрометра.

Формула изобретения I

Фокусирующий спектрометр ультрамягкого рентгеновского излучения, содержащий микрофокусный источник излучения. Зеркало полного внешнего отражо;:ця, последовательно установленные на фокусирующей окрум ности диспергирующий элемент, и выходная щель и детектор излучения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствителности анализа, микрофокусный источник излучения установлен на фокусирующей окружности, а между ним и диспергируиэ- щим элементом или диспергирующим элементом и выходной щелью установлен внутри фокусир аошей окружности зеркаиш полного внешнего отралшния, выполненно плоским. , ,Источ.ники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3702933, кя. 250-51,5, опублик. 1972.

2.Киселева К. В., Турьянский А. Г. Исследование природы аномального отражения рентгеновских лучей. -. ФИАН, 1979, препринт № 34, с. 3 - 6.

3.Козлёнков А. И. и др. Спектромет с дифракционной решеткой для анализа .легких элементов в микрозондовых приборах. - ПТЭ, 1976, № 5, с. 261-264 (прототип).

/

-V-А

iXX/.i