特開 2015-78835 Ｘ線回折装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-78835(P2015-78835A)

(43)【公開日】2015年4月23日

(54)【発明の名称】Ｘ線回折装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/207 20060101AFI20150327BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/207

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-8400(P2012-8400)

(22)【出願日】2012年1月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗林 勝

(72)【発明者】

【氏名】松下 一之

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 好章

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA18

2G001CA01

2G001DA09

2G001EA02

2G001EA03

2G001EA20

2G001GA13

2G001JA05

2G001JA06

2G001LA01

(57)【要約】

【課題】共通する環境下で、複数種類の特性Ｘ線によるＸ線回折測定を可能とするＸ線回折装置の提供。
【解決手段】複数種類の特性Ｘ線を放射する、Ｘ線源と、前記Ｘ線源が放射するＸ線から前記複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射する多層膜ミラーを含むとともに該多層膜ミラーが反射するＸ線を試料へ入射させる、光学系と、前記試料より発生する回折Ｘ線を検出する、Ｘ線検出器と、を備える、Ｘ線回折装置であって、前記多層膜ミラーは、前記複数種類の特性Ｘ線にそれぞれ対応する複数種類の多層膜を備え、前記複数種類の多層膜は順に積層されて湾曲反射面を構成し、前記各多層膜は対応する特性Ｘ線を選択的に反射する格子面間隔を有し、かつ、前記湾曲反射面の入射面との交線に沿って該格子面間隔が傾斜している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の領域から所定の測定期間に複数種類の特性Ｘ線をそれぞれ放射する、Ｘ線源と、
前記Ｘ線源が前記所定の領域から放射するＸ線から前記複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射する多層膜ミラーを含むとともに該多層膜ミラーが反射するＸ線を試料へ入射させる、光学系と、
前記試料より発生する回折Ｘ線を検出する、Ｘ線検出器と、
を備える、Ｘ線回折装置であって、
前記多層膜ミラーは、前記複数種類の特性Ｘ線にそれぞれ対応する複数種類の多層膜を備え、
前記複数種類の多層膜は順に積層されて湾曲反射面を構成し、前記各多層膜は対応する特性Ｘ線を選択的に反射する格子面間隔を有し、かつ、前記湾曲反射面の入射面との交線に沿って該格子面間隔が傾斜している、
ことを特徴とする、Ｘ線回折装置。

【請求項2】

前記湾曲反射面の入射面との交線は楕円曲線である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回折装置。

【請求項3】

前記湾曲反射面の入射面との交線は楕円曲線であり、前記湾曲反射面の一方の焦点に前記Ｘ線の前記所定の領域が配置され、前記湾曲反射面の他方の焦点に前記試料が配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回折装置。

【請求項4】

前記湾曲反射面の入射面との交線は放物線である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回折装置。

【請求項5】

前記湾曲反射面の入射面との交線は放物線であり、前記湾曲反射面の焦点に前記Ｘ線の前記所定の領域が配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回折装置。

【請求項6】

前記複数種類の多層膜は、選択的に反射する特性Ｘ線の波長の短い方から順に、積層される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回折装置。

【請求項7】

前記Ｘ線源は、外周表面に電子が衝突される対陰極回転体を有し、
電子が走査する方向と垂直に原子番号が異なる複数種類の金属が順に並ぶとともに、電子が走査する方向に沿って前記外周表面に連続して配置される、
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のＸ線回折装置。

【請求項8】

前記Ｘ線源は、外周表面に電子が衝突される対陰極回転体を有し、
前記外周表面に、電子が走査する方向に沿って、原子番号が異なる複数種類の金属が周期的に並んで配置される、
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のＸ線回折装置。

【請求項9】

前記Ｘ線源は、外周表面に電子が衝突される対陰極回転体を有し、
前記外周表面に、原子番号が異なる複数種類の金属の合金が形成される、
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のＸ線回折装置。

【請求項10】

前記Ｘ線検出器は、前記複数種類の特性Ｘ線の波長それぞれに対応して、受光するＸ線の強度を検出する、波長分別型検出器である、
ことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載のＸ線回折装置。

【請求項11】

前記Ｘ線検出器が検出するＸ線の情報を、Ｘ線の波長に分別し、波長に応じたＸ線の強度の情報を出力する、分析部と、
前記分析部が出力する前記Ｘ線の強度の情報に基づいて、データ解析を行うデータ処理部と、
前記データ処理部の解析結果のデータを保存する解析データ保存部と、
をさらに備える、請求項１０に記載のＸ線回折装置。

【請求項12】

前記対陰極回転体の回転情報を入手し、該回転情報に基づいて、前記複数種類の金属それぞれが放射するＸ線に対応して、Ｘ線の強度をそれぞれ検出するよう、前記Ｘ線検出器の検出を制御する、同期制御手段を、さらに備える、
ことを特徴とする、請求項８に記載のＸ線回折装置。

【請求項13】

前記多層膜ミラーと前記試料との間に配置され、連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収する、フィルタを、
さらに備える、請求項１２に記載のＸ線回折装置。

【請求項14】

前記多層膜ミラーは、
前記複数種類の多層膜の間の少なくとも１つに、連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収する、フィルタ層を含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載のＸ線回折装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線回折装置に関し、特に、複数種類の特性Ｘ線を用いてＸ線回折測定が可能なＸ線回折装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線回折装置において、ある試料に対して波長が異なる複数種類の特性Ｘ線を用いて測定を行う必要が生じる場合がある。例えば、タンパク質の構造解析において用いられるＭＡＤ法（多波長異常分散法）等において、波長が異なった複数種類のＸ線がＸ線回折測定に用いられる。

【0003】

複数種類の金属をターゲットとして用いることにより、複数種類の特性Ｘ線を発生するＸ線発生装置について、すでに開示がなされている。Ｘ線管の対陰極を側面にターゲットとなる金属が形成されている回転体（ローターターゲット）とし、回転体の側面に、複数種類の金属を配置することにより、複数種類のＸ線を発生させることが出来るＸ線発生装置がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−１５２０９１号公報

【特許文献2】特開２００３−１４８９４号公報

【特許文献3】特開２００２−３９９７０号公報

【特許文献4】特開昭６２−０１４０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数種類のＸ線を発生させることが出来るＸ線発生装置をＸ線源として用いた場合であっても、通常のＸ線回折測定の場合、発生するＸ線を分光結晶や多層膜ミラーなどの分光器によって、所望の特性Ｘ線を選別する必要がある。分光結晶や多層膜ミラーを分光器として用いる場合、所望の特性Ｘ線ごとに分光器を変更する必要が生じてしまう。特許文献１に、回転体の側面に周期的に複数種類の金属を配置し、回転体の回転に同期して、シャッターを回転させることにより、所望の金属からのＸ線を発生することが可能となるＸ線発生装置が開示されている。しかし、この場合であっても、所望の特性Ｘ線ごとに分光器が必要である。

【0006】

特許文献２に、複数のＸ線源それぞれからのＸ線を、１個の多層膜ミラーで分光する技術が開示されている。所定の湾曲反射面を有する多層膜ミラーの場合、異なる波長のＸ線に対しては、焦点位置が異なる。それゆえ、回転体の外周面に、大径部分と小径部分を設け、それぞれに異なる金属を配置させることにより、２個のＸ線源をそれぞれの波長の焦点位置に置くことが出来、１個の多層膜ミラーで２種類の金属が発するＸ線を同時に分光することを可能にしている。この場合、波長によって異なる２個の焦点位置が、回転体の外周面の大径部分と小径部分に来るように、回転体の外周面の形状や多層膜ミラーの湾曲で調整する必要があり、装置規模やコストの増大に加えて、その調整に時間が必要となり、測定時間の増大を招くこととなる。また、特許文献２には、２つのＸ線源が同じ位置にある場合に、Ｘ線源の位置が選別する波長の焦点となるように、多層膜ミラーの湾曲を調整する技術が開示されている。これにより、１個の多層膜ミラーで２種類の金属が発する特定Ｘ線を別々に分光することが可能となるが、異なる波長の測定のたびに、多層膜ミラーの湾曲を調整する必要があり、やはり、測定時間の増大を招くこととなる。

【0007】

特許文献３に、複数のＸ線発生装置別々に備え、異なる角度で試料へＸ線を入射させるＸ線装置について開示されている。この場合、試料へ入射させるＸ線が別々の光学経路によって実現されており、波長によってＸ線回折測定の測定環境が異なることとなり、測定精度の観点から望ましくない。又は、より測定精度を上げるために、複数のＸ線発生装置の光軸調整をより高い精度で行う必要が生じ、測定時間の増大を招くこととなる。さらに、複数のＸ線発生装置を備えることにより、試料からの回折Ｘ線を検出する検出器の配置場所や移動範囲にも制限がかかることとなり、望ましくない。

【0008】

より高い精度のＸ線回折測定のため、また、測定時間の短縮のために、共通する環境下で、異なる波長の特性ＸによるＸ線回折測定を行うことが出来るＸ線回折装置が望まれる。特許文献４に、多層膜を用いた多重波長Ｘ線分散装置について開示がある。かかる多層には、異なる波長に対する分散特性をそれぞれ持たせる異なる多層の間隔が存在している。しかし、特許文献４に開示の多重波長Ｘ線分散装置の反射面は平面となっており、多重波長Ｘ線分散装置を用いて、Ｘ線を試料に入射させる場合、試料に入射するＸ線には十分な輝度が得られず、測定精度の低下や測定時間の増大を招くこととなる。

【0009】

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、共通する環境下で、複数種類の特性Ｘ線によるＸ線回折測定を可能とするＸ線回折装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）上記課題を解決するために、本発明に係るＸ線回折装置は、所定の領域から所定の測定期間に複数種類の特性Ｘ線をそれぞれ放射する、Ｘ線源と、前記Ｘ線源が前記所定の領域から放射するＸ線から前記複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射する多層膜ミラーを含むとともに該多層膜ミラーが反射するＸ線を試料へ入射させる、光学系と、前記試料より発生する回折Ｘ線を検出する、Ｘ線検出器と、を備える、Ｘ線回折装置であって、前記多層膜ミラーは、前記複数種類の特性Ｘ線にそれぞれ対応する複数種類の多層膜を備え、前記複数種類の多層膜は順に積層されて湾曲反射面を構成し、前記各多層膜は対応する特性Ｘ線を選択的に反射する格子面間隔を有し、かつ、前記湾曲反射面の入射面との交線に沿って該格子面間隔が傾斜している、ことを特徴とする。

【0011】

（２） 上記（１）に記載のＸ線回折装置であって、前記湾曲反射面の入射面との交線は楕円曲線であってもよい。

【0012】

（３） 上記（１）に記載のＸ線回折装置であって、前記湾曲反射面の入射面との交線は楕円曲線であり、前記湾曲反射面の一方の焦点に前記Ｘ線の前記所定の領域が配置され、前記湾曲反射面の他方の焦点に前記試料が配置されてもよい。

【0013】

（４） 上記（１）に記載のＸ線回折装置であって、前記湾曲反射面の入射面との交線は放物線であってもよい。

【0014】

（５） 上記（１）に記載のＸ線回折装置であって、前記湾曲反射面の入射面との交線は放物線であり、前記湾曲反射面の焦点に前記Ｘ線の前記所定の領域が配置されてもよい。

【0015】

（６） 上記（１）に記載のＸ線回折装置であって、前記複数種類の多層膜は、選択的に反射する特性Ｘ線の波長の短い方から順に、積層されてもよい。

【0016】

（７） 上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のＸ線回折装置であって、前記Ｘ線源は、外周表面に電子が衝突される対陰極回転体を有し、電子が走査する方向と垂直に原子番号が異なる複数種類の金属が順に並ぶとともに、電子が走査する方向に沿って前記外周表面に連続して配置されてもよい。

【0017】

（８） 上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のＸ線回折装置であって、前記Ｘ線源は、外周表面に電子が衝突される対陰極回転体を有し、前記外周表面に、電子が走査する方向に沿って、原子番号が異なる複数種類の金属が周期的に並んで配置されてもよい。

【0018】

（９） 上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のＸ線回折装置であって、前記Ｘ線源は、外周表面に電子が衝突される対陰極回転体を有し、前記外周表面に、原子番号が異なる複数種類の金属の合金が形成されてもよい。

【0019】

（１０） 上記（１）乃至（９）のいずれかに記載のＸ線回折装置であって、前記Ｘ線検出器は、前記複数種類の特性Ｘ線の波長それぞれに対応して、受光するＸ線の強度を検出する、波長分別型検出器であってもよい。

【0020】

（１１） 上記（１０）に記載のＸ線回折装置であって、前記Ｘ線検出器が検出するＸ線の情報を、Ｘ線の波長に分別し、波長に応じたＸ線の強度の情報を出力する、分析部と、前記分析部が出力する前記Ｘ線の強度の情報に基づいて、データ解析を行うデータ処理部と、前記データ処理部の解析結果のデータを保存する解析データ保存部と、をさらに備えてもよい。

【0021】

（１２）上記（８）に記載のＸ線回折装置であって、前記対陰極回転体の回転情報を入手し、該回転情報に基づいて、前記複数種類の金属それぞれが放射するＸ線に対応して、Ｘ線の強度をそれぞれ検出するよう、前記Ｘ線検出器の検出を制御する、同期制御手段を、さらに備えてもよい。

【0022】

（１３）上記（１２）に記載のＸ線回折装置であって、前記多層膜ミラーと前記試料との間に配置され、連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収する、フィルタを、さらに備えてもよい。

【0023】

（１４）上記（１２）に記載のＸ線回折装置であって、前記多層膜ミラーは、前記複数種類の多層膜の間の少なくとも１つに、連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収する、フィルタ層を含んでもよい。

【発明の効果】

【0024】

本発明により、共通する環境下で、複数種類の特性Ｘ線によるＸ線回折測定を可能とするＸ線回折装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置の構造を示す模式図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係るＸ線源の構造を示す模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る多層膜ミラーの構造を示す模式図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器の構造を示す模式図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係るＸ線源の構造を示す模式図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る入射Ｘ線の強度を示す図である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る同期制御手段を説明する模式図である。

【図8】本発明の実施形態に係るＸ線源の他の例の構造を示す模式図である。

【図9】本発明の実施形態に係るＸ線源の他の例の構造を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下に示す図は、あくまで、当該実施形態の実施例を説明するものであって、図に示す縮尺と実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。

【0027】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置１の構造を示す模式図である。当該実施形態に係るＸ線回折装置１は、複数種類の特定Ｘ線を用いて、試料１００のＸ線回折測定を行うことが可能であるＸ線回折装置である。ここでは、試料１００を単結晶としているが、それに限定されることがないのは言うまでもない。Ｘ線回折装置１は、複数種類の特性Ｘ線を含むＸ線を放射するＸ線源２と、多層膜ミラー３を含むとともに多層膜ミラー３が反射するＸ線を試料１００へ入射させる光学系４と、試料１００を支持する試料台５と、試料１００より発生する回折Ｘ線を検出するＸ線検出器６と、Ｘ線検出器６を試料１００に対して角度移動させる回転駆動系７と、Ｘ線回折測定を制御するとともに測定データの解析を行う制御解析部９と、を備えている。なお、制御解析部９は、Ｘ線検出器６が検出した回折Ｘ線のエネルギーを分析する分析部８を備えている。

【0028】

当該実施形態に係るＸ線回折装置１の特徴は、Ｘ線源２が放射するＸ線から複数種類の特性Ｘ線を多層膜ミラー３が選択的に反射し、多層膜ミラー３が反射するＸ線を光学系４が試料１００へ入射させていることにある。それにより、共通する環境下で、複数種類の特性Ｘ線を用いて、Ｘ線回折測定が可能となる。なお、本明細書において、所定の波長のＸ線を「選択的に反射する」とは、所定の角度からミラーへ入射するＸ線の中で、当該所定の波長のＸ線の反射率が、他のＸ線の反射率と比較して、特異的に高いことをいうものとする。すなわち、入射するＸ線に上記複数種類の一部又は全部の特性Ｘ線が含まれている場合に、多層膜ミラー３が反射するＸ線は、当該一部又は全部の特性Ｘ線である。

【0029】

以下、当該実施形態に係るＸ線回折装置１の構成について説明する。

【0030】

図２は、当該実施形態に係るＸ線源２の構造を示す模式図である。Ｘ線源２は、原子番号が異なる複数種類の金属をターゲットとして、複数種類のＸ線を放射する。ここでは、対陰極に原子番号が異なる２種類の金属がターゲットとして形成されている。回転体１１は対陰極であり、回転体１１の外周側面に、２種類の金属Ｔ１，Ｔ２が形成されている。ここで、２種類の金属Ｔ１，Ｔ２は、それぞれＣｕ（銅）とＣｒ（クロム）であるが、この２種類に限定されることはないのは言うまでもなく、たとえば、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｗ（タングステン）などが用いられる。フィラメント１２は陰極であり、フィラメント１２が電子を放出し、対陰極である回転体１１の外周表面に電子が衝突される。回転体１１は図の矢印方向に駆動系（図示せず）により回転しており、電子の走査方向は、図の矢印方向と逆向きとなる。

【0031】

電子が回転体１１の外周表面に衝突する領域がＸ線放射領域ＢＳであり、回転体１１の外周表面のＸ線放射領域ＢＳ（所定の領域）から全方向へＸ線が放射される。フィラメント１２の形状から、Ｘ線放射領域ＢＳは、電子の走査方向に垂直に伸びる帯形状をしている。外周表面のＸ線放射領域ＢＳに垂直な面内であって、帯形状の中心線と所定の角度をなす方向の先に、回転体１１を包囲している隔壁（図示せず）に設けられたＸ線窓１３があり、そこからＸ線Ｓ１が外部へ放射される。このＸ線Ｓ１が光学系４の多層膜ミラー３へ入射する。

【0032】

回転体１１の外周表面に、電子が走査する方向と垂直に（図の横方向）に複数種類の金属が順に並ぶとともに、電子が走査する方向に沿って連続して配置されている。ここでは、電子が走査する方向と垂直に（図の横方向に）、２種類の金属Ｔ１，Ｔ２が順に並んでおり、電子が走査する方向に沿って、回転体１１の外周表面に連続して配置されており、２種類の金属Ｔ１，Ｔ２それぞれが形成される領域は、ともに、外周表面を周回するリング（環）形状である。なお、Ｘ線発生効率の観点からはリング形状が望ましいが、他の理由によって外周表面の周縁の一部にのみ金属が形成されている形状もあり得る。

【0033】

Ｘ線放射領域ＢＳのうち、金属Ｔ１が形成されている領域（ここでは、Ｃｕ）からは、金属Ｔ１の特性Ｘ線を含むＸ線が、金属Ｔ２が形成されている領域（ここでは、Ｃｒ）からは、金属Ｔ２の特性Ｘ線を含むＸ線が、それぞれ放射されており、Ｘ線窓１３より出射するＸ線Ｓ１は、複数種類の特性Ｘ線を含んでいる。ここで複数種類の特性Ｘ線とは、例えば、ＣｕＫα線（波長１．５４２Å）とＣｒＫα線（２．２９１Å）である。すなわち、ここで、Ｘ線源２は、複数種類の特性Ｘ線を同時に放射しており、よって、所定の測定時間に所定の領域から複数種類の特性Ｘ線をそれぞれ放射している。

【0034】

図３は、当該実施形態に係る多層膜ミラー３の構造を示す模式図である。図３（ａ）は、多層膜ミラー３の入射面における断面図である。多層膜ミラー３は、Ｓｉ（シリコン）からなる基板２１の表面に、多重構造多層膜２２が積層されたものである。多重構造多層膜２２が湾曲反射面となっており、湾曲反射面の入射面との交線が楕円曲線（楕円の一部）である。湾曲反射面は２個の焦点Ｐ１，Ｐ２を有している。焦点Ｐ１にＸ線の発生源を配置すると、多層膜ミラー３で反射したＸ線は、焦点Ｐ２で集光される。それゆえ、多層膜ミラー３の焦点Ｐ１（一方の焦点）に、回転体１１の外周表面のＸ線放射領域ＢＳが配置されるのが望ましい。Ｘ線源２は、Ｘ線放射領域ＢＳからＸ線を放射している。さらに、多層膜ミラー３の焦点Ｐ２（他方の焦点）に試料１００が配置されるよう、試料台５が試料１００を支持しているのが望ましい。なお、必要に応じて、多層膜ミラー３と試料１００の間に、フィルタ２６を配置してもよい。フィルタ２６は金属層を含んでおり、かかる金属層により、フィルタ２６は、Ｘ線源２が放射するＸ線のうち、連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収することが出来る。

【0035】

図３（ｂ）は、多層膜ミラー３の多重構造多層膜２２の断面を示す模式図である。ここで、断面とは、多重構造多層膜２２の入射面との断面である。多重構造多層膜２２は、順に積層される複数種類の多層膜を含んでおり、複数種類の多層膜は湾曲反射面を構成している。ここで、複数種類の多層膜は、複数種類の特性Ｘ線にそれぞれ対応しており、各多層膜は、入射するＸ線から対応する特性Ｘ線の波長のＸ線を選択的に反射する。各多層膜が、対応する特性Ｘ線の波長のＸ線をそれぞれ選択的に反射することにより、多層膜ミラー３は、入射するＸ線から、複数種類の特性Ｘ線すべてを選択的に反射することが出来る。よって、入射するＸ線に、複数種類の特性Ｘ線の一部又は全部が含まれている場合、多層膜ミラー３が反射するＸ線は、一部又は全部の特性Ｘ線となる。図には、２種類の多層膜Ｌ１，Ｌ２が示されている。

【0036】

各多層膜において、重元素層２３と軽元素層２４とが交互に繰り返されて積層されている。各多層膜では、重元素層２３と軽元素層２４を１対の層として、繰り返し積層されているが、２００対の層以上が積層されているのが望ましい。また、より下方に配置される多層膜へのＸ線の透過を考慮すると、１０００対の層以下が積層されているのが望ましい。隣り合う２対の層の間隔を多層間隔ｄとする。多層間隔ｄとは、例えば、隣り合う２層の重元素層２３の上表面それぞれとの間の距離である。各多層膜において、Ｘ線の反射面を入射側から反射側へ進行するのに伴って、すなわち、図３（ｂ）に示す断面の左側から右側にかけて（図の横方向に）、多層間隔ｄは徐々に変化している。言い換えると、湾曲反射面の入射面との交線に沿って、多層間隔ｄは徐々に変化している。多層膜Ｌ１の多層間隔ｄは、図に示す断面の左端ではｄ１であり右端ではｄ２であり、多層間隔ｄは図の左側から右側にかけて大きくなっており、ｄ２はｄ１より大きい（ｄ１＜ｄ２）である。多層膜Ｌ２の多層間隔ｄは、図に示す断面の左端ではＤ１であり右端ではＤ２であり、同様に、Ｄ２はＤ１より大きい（Ｄ１＜Ｄ２）。厳密に言えば、多層間隔ｄは積層方向に沿って徐々に変化している。

【0037】

Ｘ線回折の観点から言えば、多層間隔ｄは結晶の格子面間隔に相当し、上述のように、多層間隔ｄが場所によって変化する多層膜は、「傾斜格子面間隔」の多層膜と呼ばれている。各位置における多層間隔ｄは、湾曲反射面の形状と、選別する光の波長と、によって決定される。すなわち、各多層膜は、対応する特性Ｘ線の波長のＸ線を選択的に反射する格子面間隔を有しており、各多層膜は、横方向に格子面間隔が傾斜して変化している。理想的には、各々の重元素層２３の上表面の入射面との交線が２個の焦点Ｐ１，Ｐ２を焦点とする楕円曲線となっているのが望ましい。

【0038】

また、複数種類の多層膜それぞれが対応する特性Ｘ線の波長はそれぞれ異なっているので、複数種類の多層膜の格子面間隔もそれぞれ異なっている。多重構造多層膜２２において、積層方向に沿って、複数種類の多層膜が順に積層されている。多重構造多層膜２２の格子面間隔を積層方向に沿って観測すると、ある多層膜においては格子面間隔は徐々に変化するもののほぼ一定の値をとり、そして、隣接する多層膜に進行すると、格子面間隔は不連続に大きく変化する。すなわち、多層膜毎に、格子面間隔は不連続に大きく変化することとなる。このような状態を、積層方向に格子面間隔が勾配していると呼んでもよい。

【0039】

ここで、多層膜ミラー３が、Ｘ線から異なる２つの波長のＸ線を選択的に反射するものとすると、その波長それぞれのＸ線を選択的に反射する多層膜が２個必要である。図２には、２個の多層膜Ｌ１，Ｌ２が示されているが、例えば、多層膜Ｌ１はＣｒＫα線の波長のＸ線を、多層膜Ｌ２はＣｕＫα線の波長のＸ線を選択的に反射できるとすると、多層膜ミラー３は、Ｘ線源２が放射するＸ線から、ＣｕＫα線とＣｒＫα線という２種類の特性Ｘ線を選択的に反射することが出来ており、多層膜ミラー３を含む光学系４は、ＣｕＫα線とＣｒＫα線という２種類の特性Ｘ線を集光して試料１００へ入射させることが出来る。一般に、Ｘ線の波長が長くなるほど、Ｘ線の透過の度合いが低下する。それゆえ、複数種類の多層膜を配置する際、反射する波長の長い多層膜が、多層膜ミラー３の反射表面に、より近くなるよう基板２１よりもより上方に配置されるのが望ましい。すなわち、複数種類の多層膜は、選択的に反射する波長の短い方から長い方へ順に積層されるのが望ましい。反射表面（湾曲反射面）から下方へ配置されるのが望ましい。ここでは、ＣｒＫα線の波長の方がＣｕＫα線の波長より長く、ＣｒＫα線を反射する多層膜Ｌ１の下方に、ＣｕＫα線を反射する多層膜Ｌ２が配置されている。なお、ＣｒＫα線の波長の方がＣｕＫα線の波長より長いので、多層膜Ｌ１の多層間隔ｄは多層膜Ｌ２の多層間隔ｄより、同じ場所において長くなっている。すなわち、図の左端においてはｄ１＞Ｄ１、右端においてはｄ２＞Ｄ２となっている。ここで、ＣｒＫα線を反射する多層膜Ｌ１の重元素層２３は
Ｖ（バナジウム）で形成され、軽元素層２４はＣ（炭素）で形成される。また、ＣｕＫα線を反射する多層膜Ｌ２の重元素層２３はＮｉ（ニッケル）で形成され、軽元素層２４はＣ（炭素）で形成される。しかし、これらの組み合わせに限定されることはなく、選択するＸ線の波長に応じて適当な材料を選択すればよく、重元素層２３と軽元素層２４とにそれぞれ形成される物質は、例えば、Ｗ（タングステン）とＢ_４Ｃ（炭化ホウ素）でもよいし、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）でもよい。

【0040】

なお、図３（ａ）に示すフィルタ２６を配置する代わりに、必要に応じて、所定の金属からなるフィルタ層２７を、隣接する多層膜の間に配置してもよい。ここでは、例えば、多層膜Ｌ１，Ｌ２の間に、Ｎｉからなるフィルタ層２７を積層させる。また、多重構造多層膜２２の上表面にも、例えばＶからなるフィルタ層（図示せず）を積層させるとなおよい。かかるフィルタ層は、Ｘ線源２が放射するＸ線のうち、連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収することが出来る。

【0041】

光学系４が多層膜ミラー３を含むことにより、多層膜ミラー３が、Ｘ線源２が放射するＸ線から、所望の複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射し、多層膜ミラー３で反射されたＸ線を集光して、試料台５が支持する試料１００へ入射させることが可能となっている。これにより、例えば、単位面積当たりのＸ線量が１０ｋＷ／ｍｍ^２といった高輝度なＸ線に増加させて試料に入射させることが出来、より高い精度のＸ線回折測定を行うことが出来る。なお、多層膜ミラー３の湾曲反射面は図３に示すものに限定されることはなく、湾曲反射面の入射面との交線が放物線となっているものでもよい。

【0042】

図４は、当該実施形態に係る多層膜ミラー３の他の例の構造を示す模式図であり、多層膜ミラー３の入射面における断面を表している。図４に示す多層膜ミラー３の湾曲反射面は、Ｐ１を焦点とする放物曲線の一部である。放物線の焦点位置に、回転体１１の外周表面のＸ線放射領域ＢＳを配置することにより、所望の複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射し平行Ｘ線とすることが出来る。ここで得られる平行Ｘ線を、光学系４に備えられる他の光学部材によって集光して試料へ入射させればよい。また、平行Ｘ線を試料に入射させることにより、Ｘ線反射率の測定などにも利用することが出来る。

【0043】

図１に示す試料台５は、針状のサンプルホルダーと、１又は複数の回転駆動系と、を備えており、針状のサンプルホルダーの先端には単結晶である試料１００が装着され、試料１００はサンプルホルダーに支持される。サンプルホルダーは、光学系４から入射される複数種類の特性Ｘ線が試料１００に照射されるように、配置される。さらに、回転駆動系にサンプルホルダーの他端が固定され、回転駆動系により、試料１００を３次元的に方向転換させることが可能となっている。試料１００の種類に応じて、試料台５のサンプルホルダーの形状は選択される。

【0044】

Ｘ線検出器６は、例えば、波長分別型２次元ピクセル検出器であり、受光するＸ線を波長（エネルギー）によって分別し、波長に応じて、Ｘ線の強度を検出することが出来る。光学系４により、所望の複数種類の特性Ｘ線が試料１００に照射され、試料１００より、複数種類の特性Ｘ線それぞれの回折Ｘ線が発生する。Ｘ線検出器６は、複数種類の特性Ｘ線を分別し、複数種類それぞれの特性Ｘ線の回折像を検出することが出来る。

【0045】

図５は、当該実施形態に係るＸ線検出器６の構造を示す模式図である。Ｘ線検出器６は、平面状Ｘ線検出部３０と、平面状Ｘ線検出部３０の背面に設けられる信号処理部（図示せず）とを有し、平面状Ｘ線検出部３０には、規則的に配列された複数のピクセル３１が設けられている。各ピクセル３１に設けられる半導体（例えば、Ｓｉ）にＸ線が到達すると、電荷が発生する。信号処理部は、各ピクセル３１に対応する波高分別回路を複数備えており、検出した電荷を各波高分別回路が分別することにより、Ｘ線の波長（エネルギー）に応じて、Ｘ線の強度を検出することが出来る。

【0046】

図１に示す通り、Ｘ線検出器６は、試料１００を中心に角度移動をすることが出来る回転駆動系７の上に配置されている。試料台５の回転駆動系と、回転駆動系７により、Ｘ線検出器６は、試料１００の回折像全体を検出することが可能である。

【0047】

制御解析部９は、Ｘ線源２の制御及びＸ線回折測定の制御を行うとともに、得られた測定データの解析を行う。制御解析部９は、Ｘ線源２の回転体１１を駆動させるとともに、陰極と対陰極の間に所定の電圧を印加することにより、Ｘ線源２からＸ線を発生させる。また、制御解析部９は、試料台５の回転駆動系及びＸ線検出器６が配置されている回転駆動系７の駆動制御を行い、さらにＸ線検出器６の検出制御を行い、Ｘ線検出器６が検出する回折像に係る情報を複数収集し、それにより複数種類の特性Ｘ線それぞれの回折像全体の測定データを取得する。その際、制御解析部９に備えられる分析部８は、多重波高分析器（Multi-Channel pulse height Analyzer：マルチチャンネル・アナライザー，ＭＣＡ）であり、波高ピーク値を測定し波高ピーク値スペクトラムを生成することが出来る。Ｘ線検出器６で検出されたＸ線の情報を、分析部８は、Ｘ線の波長（エネルギー）に分別し、波長に応じたＸ線の強度の情報を出力する。さらに、制御解析部９は、分析部８の分析データに基づいて、試料１００の単結晶構造のデータ解析を行うデータ処理部（図示せず）と、データ処理部の解析結果のデータを保存する解析データ保存部（図示せず）とを備えている。

【0048】

当該実施形態に係るＸ線回折装置１において、Ｘ線源２は、所定の領域から所定の測定時間に複数種類の特性Ｘ線を同時に含むＸ線を放射することが出来る。多層膜ミラー３を含む光学系４が、Ｘ線源２が放射するＸ線から、所望の複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射するとともに集光して、試料１００へ所望の複数種類の特性Ｘ線を入射させる。光学系４により、所望の複数種類の特性Ｘ線からなる高輝度なＸ線が、同時に試料１００に照射されることが可能となる。１個の多層膜ミラー３が所望の複数種類の特性Ｘ線を選択して反射することが出来るので、波長に応じて分光器を変更したり、分光器が分光する波長を変更するよう湾曲反射面を変更したりする必要がない。よって、装置規模を増大させることなく、複数の波長によるＸ線回折測定にかかる時間を短縮することが出来る。Ｘ線が照射され試料１００から回折Ｘ線が発生するが、光学系４によって高輝度なＸ線が試料１００に照射されているので、高いＳ／Ｎ比を有する回折像が得られ、測定時間の短縮が実現出来る。

【0049】

試料１００に複数種類の特性Ｘ線が同時に照射されているので、回折Ｘ線は、複数種類の波長それぞれの回折Ｘ線を含んでいる。しかし、Ｘ線検出器６が、波長分別型検出器であり、制御解析部９の分析部８が、測定される回折Ｘ線の情報を複数種類の波長それぞれに分別することが出来ており、同時に、複数種類の波長それぞれの回折像の情報を得ることが出来る。さらに、制御解析部９のデータ処理部が、複数種類の波長それぞれの回折像の情報より、試料のデータ解析を行うことが出来る。これにより、複数種類の波長によるＸ線回折測定を、別々に行う必要がなく同時に行え、さらに、データ解析を併せて行うことが出来るので、測定時間及びデータ解析時間をさらに大幅に短縮することが出来る。

【0050】

複数種類の特性Ｘ線は、Ｘ線源２のＸ線放射領域ＢＳより放射され、光学系４より試料１００へ入射しているので、試料１００への経路は同一である。これにより、複数種類の特性Ｘ線を用いて、共通の環境下で同時にＸ線回折測定が出来ているので、測定時間の短縮のみならず、高い品質の測定データが得られている。特に、変質しやすい試料の短時間測定や、環境変化をさせながら行う測定（例えば、温度を変化させながら測定する場合）などに、顕著な効果を奏する。

【0051】

従来において、異なる波長のＸ線回折測定を別々に行っており、この場合に、経時劣化が早い不安定な物質においては、試料を小分けにして、小分けされた試料を用いて、各波長のＸ線回折測定を行う必要が生じていた。その場合、あるＸ線回折測定を行ってから、他の波長のＸ線回折測定をするために、分光器などの交換に加えて、試料をセッティングする必要が生じており、準備を含めて測定時間が増大してしまっていた。さらに、分光器など光学系の測定環境が異なる上に、測定する試料も同一ではなく、測定されるデータの信頼性が低下せざるを得なかった。共通する環境下で、複数種類の特性Ｘ線を用いて、共通の環境下で同時にＸ線回折測定を可能とすることにより、かかる問題を解決している。特に、タンパク質のように変質しやすい試料、医薬品など温度や湿度の変化に敏感な試料、一度に作製する量が限られていたり高価な試料などを測定することに対して、本発明の効果は顕著となる。

【0052】

さらに、複数種類の特性Ｘ線を用いて、共通の環境下で同時にＸ線回折測定を行うことにより、複数種類の特性Ｘ線を用いる場合の利点を併せて利用することが出来る。例えば、試料の結晶の格子間隔（ｄ値）が大きい領域についての回折Ｘ線の情報については、波長の長い特性Ｘ線の測定データより角度分解能がよい情報が得られる。試料の結晶の格子間隔（ｄ値）が小さい領域についての回折Ｘ線の情報は、波長の短い特性Ｘ線の測定データより得られる。

【0053】

また、Ｘ線源２が放射するＸ線には、所望の特性Ｘ線以外の特性Ｘ線や連続Ｘ線が含まれており、これらＸ線も試料１００に照射される場合には、これらＸ線からも回折Ｘ線が発生する。これらＸ線に、所望の特性Ｘ線の波長の近傍の波長を有するＸ線が含まれていると、Ｘ線検出器６が波長を分別する際に、所望の特性Ｘ線からの回折Ｘ線のみならずこのＸ線からの回折Ｘ線を一緒に検出してしまう場合があり得る。これを防ぐためには、Ｘ線検出器６の波長分解能（エネルギー分解能）を向上させる必要がある。しかし、当該実施形態に係るＸ線回折装置１では、多層膜ミラー３により、光学系４が所望の特性Ｘ線を選択して試料１００へ入射させている。すなわち、所望の特性Ｘ線以外のＸ線は多層膜ミラー３によって除外されており、所望の特性Ｘ線以外のＸ線が試料１００に到達するのが大幅に抑制されており、Ｘ線検出器６に高い波長分解能は必要とせず、コスト増大を低減させるとともに高品質な測定データが得られる。

【0054】

当該実施形態に係るＸ線回折装置１は、例えば、タンパク質の構造解析に好適である。タンパク質のＸ線構造解析では、結晶構造因子の位相情報を決定するために、ＭＡＤ法が用いられている。ＭＡＤ法は、タンパク質中に含まれる特定原子の吸収端近傍での異常分散効果を利用して位相決定行うものであり、複数の波長のＸ線の回折像の測定データを使用する。

【0055】

なお、１種類の金属から複数の特性Ｘ線が放射される。それゆえ、例えば、ある金属から１種類の特性Ｘ線を選択し、別の金属から２種類の特性Ｘ線を選択して、３種類の特性Ｘ線を所望の特性Ｘ線としてもよい。この場合、Ｘ線源２の回転体１１にターゲットとして形成される金属の種類数より、多層膜ミラー３に形成される多層膜の種類数が大きくなる。さらに、１種類の金属から所望の複数種類の特性Ｘ線が得られる場合もある。この場合は、図２に示すように、複数の金属に電子を衝突させてＸ線を発生させる必要はなく、回転体１１の外周表面に１種類の金属が形成されていればよい。対陰極に形成される金属が固定される（固定ターゲット）Ｘ線源でもよい。

【0056】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るＸ線回折装置１は、以下の点において、第１の実施形態に係るＸ線回折装置１と異なるが、それ以外の構成については同じである。第１の点として、Ｘ線源２の回転体１１にターゲットとして形成される複数種類の金属の形状が異なっている。第２の点として、Ｘ線検出器６が、波長分別機能を有していない２次元検出器である。第３の点として、制御解析部９の分析部８は、必ずしもＸ線の波長に分別することが出来る多重波高分析器である必要はなく、さらに、制御解析部９は同期制御手段１０を有している。

【0057】

図６は、当該実施形態に係るＸ線源２の構造を示す模式図である。前述の通り、回転体１１の外周表面に形成される複数種類の金属の形状が異なっている。回転体１１の外周表面に、電子が走査する方向に沿って、複数種類の金属が周期的に並んで配置される。ここでは、電子が走査する方向に沿って、回転体１１の外周表面を、２種類の金属Ｔ１，Ｔ２が周期的に並んでおり、２種類の金属Ｔ１，Ｔ２が形成される各領域の、電子が走査する方向の長さは等しい。金属Ｔ２が形成される領域の図の横方向の幅は、Ｘ線放射領域ＢＳの幅より長くなっている。それゆえ、回転体１１の回転に伴い、電子が衝突するＸ線放射領域ＢＳ（所定の領域）に形成されている金属は、周期的に２種類の金属Ｔ１，Ｔ２を繰り返すこととなる。その結果、Ｘ線窓１３より出射するＸ線Ｓ１は、金属Ｔ１から放射されるＸ線と、金属Ｔ２から放射されるＸ線とを、交互に繰り返している。金属Ｔ１をＣｕ、金属Ｔ２をＣｒとして、所望の２種類の特性Ｘ線をＣｕＫα線とＣｒＫα線とするとき、Ｘ線源２は、ＣｕＫα線を含むＸ線と、ＣｒＫα線を含むＸ線とを、周期的に放射している。すなわち、Ｘ線源２は、所定の測定期間において所定の領域から交互にＣｕＫα線とＣｒＫα線を放射している。ここで、所定の測定期間とは、例えば、Ｘ線検出器６がある位置に配置されて、その位置においてＸ線検出器６がＸ線の検出を行う期間のことであり、かかる期間の間に、Ｘ線源２は複数種類の特性Ｘ線をそれぞれ放射している。当該実施形態において、かかる期間の間に、Ｘ線源２は交互にＣｕＫα線とＣｒＫα線をそれぞれ多数回放射しているが、かかる期間のタイムスケールで考えると、Ｘ線源２は実質的に同時にＣｕＫα線とＣｒＫα線を放射しているとみなすことが出来る。

【0058】

多層膜ミラー３は、所望の複数種類の特性Ｘ線を選択的に反射する。ここでは、ＣｕＫα線を含むＸ線と、ＣｒＫα線を含むＸ線とが、周期的に繰り返して、多層膜ミラー３へ入射する。よって、多層膜ミラー３は、ＣｕＫα線を含むＸ線からＣｕＫα線を、ＣｒＫα線を含むＸ線からＣｒＫα線を、周期的に繰り返して、選択的に反射し、光学系４によって、試料１００へ入射される。

【0059】

図７は、当該実施形態に係る入射Ｘ線の強度を示す図である。試料１００へ入射するＸ線の強度の時間変化を表しており、図７（ａ）は、金属Ｔ１の特性Ｘ線（ＣｕＫα線）を、図７（ｂ）は、金属Ｔ２の特性Ｘ線（ＣｒＫα線）を表している。図７に示す通り、金属Ｔ１の特性Ｘ線は強度Ｉ_１で、金属Ｔ２の特性Ｘ線は強度Ｉ_２で、周期的に繰り返している。ここで、金属Ｔ_１の特性Ｘ線が強度Ｉ_１となる期間を奇期間Ｔ_ｏｄｄ、金属Ｔ_２の特性Ｘ線が強度Ｉ_２となる期間を偶期間Ｔ_ｅｖｅｎとすると、奇期間Ｔ_ｏｄｄに試料１００から発生する回折Ｘ線は、金属Ｔ１の特性Ｘ線によるもの、偶期間Ｔ_ｅｖｅｎに試料１００から発生する回折Ｘ線は、金属Ｔ２の特性Ｘ線によるものとなり、奇期間Ｔ_ｏｄｄと偶期間Ｔ_ｅｖｅｎとで、発生する回折Ｘ線の波長が分離出来ている。

【0060】

第１の実施形態においては、試料１００に複数種類の特性Ｘ線が同時に照射されているので、回折Ｘ線は、複数種類の波長それぞれの回折Ｘ線を含んでおり、Ｘ線検出器６は、波長分別型検出器を用いる必要があった。しかし、当該実施形態においては、奇期間Ｔ_ｏｄｄと偶期間Ｔ_ｅｖｅｎとに同期して、Ｘ線検出器６が受光するＸ線を分離して検出出来るよう、同期制御手段１０を備えることにより、波長分別機能を有していない検出器でも、金属Ｔ１の特性Ｘ線からの回折Ｘ線と、金属Ｔ２の特性Ｘ線からの回折Ｘ線とを分離して、検出することが出来る。すなわち、同期制御手段１０は、Ｘ線源２の回転体１１の回転情報を入手し、該回転情報に基づいて、複数種類の金属それぞれが放射するＸ線に対応して、Ｘ線の強度をそれぞれ検出するよう、Ｘ線検出器６の検出を制御する。

【0061】

図８は、当該実施形態に係る同期制御手段１０を説明する模式図である。同期制御手段１０は、制御解析部９に備えられる。同期制御手段１０は、Ｘ線源２と接続され、Ｘ線源２から回転体１１の回転情報を入手する。例えば、回転体が１秒間に１００回転し、回転体１１の外周表面に、金属Ｔ１が５枚、金属Ｔ２が５枚、交互に形成されているとすると、１個の奇期間Ｔ_ｏｄｄ及び偶期間Ｔ_ｅｖｅｎそれぞれは、１ｍｓとなる。回転情報とは、例えば、回転体１１上の所定の点が、どの位置にいるかを示す情報である。かかる情報と、回転体１１の外周表面の形状とを考慮して、同期制御手段１０は同期信号を生成する。

【0062】

同期制御手段１０は、Ｘ線検出器６と接続される。ここで、Ｘ線検出器６は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサー、ＴＦＴセンサーなど、２次元検出器である。これら２次元検出器は、規則的に配列された複数のピクセルを有し、複数のピクセルそれぞれで受光するＸ線の強度を検出する。上述の通り、当該実施形態において、Ｘ線検出器６は波長分別機能を有する必要はなく、所定の時間（奇期間Ｔ_ｏｄｄ、偶期間Ｔ_ｅｖｅｎなど）に検出する情報を加算することが出来ればよい。同様に、制御解析部９の分析部８は波長分別機能を有する必要はなく、波長によらず受光するＸ線の強度の情報を出力出来ればよい。同期制御手段１０は生成した同期信号をＸ線検出器６へ出力する。Ｘ線検出器６における積算時間を、１個の奇期間Ｔ_ｏｄｄ及び偶期間Ｔ_ｅｖｅｎより短く設定することにより、各期間に、回折Ｘ線の強度を検出することが出来るので、所望の特性Ｘ線に対応して、Ｘ線の強度をそれぞれ検出する。Ｘ線検出器６は、Ｘ線の強度の検出結果を同期制御手段１０へ出力する。同期制御手段１０を備える制御解析部９は、入手した検出結果を加算することにより、金属Ｔ１の特性Ｘ線からの回折像の測定データと、金属Ｔ２の特性Ｘ線からの回折像の測定データとを、得る。

【0063】

なお、金属が放出するＸ線には、特定Ｘ線と連続Ｘ線とがある。例えば、金属Ｔ１（Ｃｕ）からのＸ線を、多層膜ミラー３で選択的に反射した場合、金属Ｔ１の特性Ｘ線（ＣｕＫα線）とともに、金属Ｔ１の連続Ｘ線から、金属Ｔ２の特性Ｘ線（ＣｒＫα線）の波長のＸ線が多層膜ミラー３で反射され、光学系４により試料１００へ入射される。図７には、奇期間Ｔ_ｏｄｄにおいて、金属Ｔ２の特性Ｘ線に強度ΔＩ_２が、偶期間Ｔ_ｅｖｅｎにおいて、金属Ｔ１の特性Ｘ線に強度ΔＩ_１が示されている。一般に、連続Ｘ線の強度は特性Ｘ線の強度と比べて十分に小さいので、図７に示す通り、奇期間Ｔ_ｏｄｄに金属Ｔ２の特性Ｘ線と同じ波長のＸ線が、偶期間Ｔ_ｅｖｅｎに金属Ｔ１の特性Ｘ線と同じ波長のＸ線が、微小に含まれていても、回折Ｘ線の測定への影響は大きくない。金属Ｔ１（Ｔ２）の特性Ｘ線における回折像の測定データには、微小な金属Ｔ２（Ｔ１）の特性Ｘ線における回折像が微小に含まれているが、必要があれば、両方の回折像の測定データを比較して補正することにより、微小なＸ線強度の影響を低減させることが可能である。

【0064】

また、図３及び図４に示す通り、多層膜ミラー３と試料１００の間にフィルタ２６を配置させるか、多層膜ミラー３にフィルタ層２７を積層させるとよい。これらフィルタ（フィルタ層）が連続Ｘ線に起因する散乱Ｘ線を吸収することにより、例えば、奇期間Ｔ_ｏｄｄにおける、金属Ｔ２の特性Ｘ線に強度ΔＩ_２が、偶期間Ｔ_ｅｖｅｎにおける、金属Ｔ１の特性Ｘ線に強度ΔＩ_１が、それぞれ低減されることとなり、これらの影響を抑制することが出来ており、さらなる効果が奏する。

【0065】

当該実施形態に係るＸ線回折装置１において、第１の実施形態と同様に、Ｘ線源２は、複数種類の特性Ｘ線を放射することが出来る。しかし、第１の実施形態において、所望の複数種類の特性Ｘ線が同時に、Ｘ線窓１３より出射されるＸ線Ｓ１に含まれているのに対して、当該実施形態において、所望の複数種類の特性Ｘ線が、周期的に繰り返して、別々に、Ｘ線窓１３より出射されており、所望の複数種類の特性Ｘ線を分離することが出来ている。これにより、所望の複数種類の特性Ｘ線が、高輝度なＸ線として、試料１００へ周期的にかつ別々に照射されることが可能となる。当該実施形態に係るＸ線回折装置１は、同期制御手段１０を備えることにより、第１の実施形態とは異なり、波長分別型検出器を用いることなく、所望の複数種類の特性Ｘ線の回折像の測定データをそれぞれ得ることが出来ている。その他、第１の実施形態の構成と同じ点については、当該実施形態においても、同様の効果が得られており、共通の環境下で同時にＸ線回折測定が出来ているので、測定時間の短縮のみならず、高い品質の測定データが得られている。

【0066】

［その他の実施形態］
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はそれらに限定されることはないのは言うまでもない。

【0067】

図９は、本発明の実施形態に係るＸ線源の他の例の構造を示す模式図である。図９（ａ）には、回転体１１の外周表面に、原子番号が異なる複数種類の金属の合金Ｔ３が形成されている。これにより、Ｘ線窓１３より出射されるＸ線Ｓ１は、複数種類の特性Ｘ線を含んでおり、図２に示すＸ線源２と同様に、複数種類の特性Ｘ線を同時に放出している。図９（ｂ）に示すＸ線源の対陰極は回転体ではなく、固定対陰極１５であり、固定対陰極１５の表面には、原子番号が異なる複数種類の金属の合金Ｔ３が形成されている。これにより、Ｘ線源が放射するＸ線は、複数種類の特性Ｘ線を含んでおり、図２に示すＸ線源２と同様に、複数種類の特性Ｘ線を同時に放出している。

【0068】

図９に示すＸ線源は、同時に所望の複数種類の特性Ｘ線を放出している。よって、第１の実施形態に係るＸ線回折装置１のＸ線源２をこれらＸ線源に変更し、他の構成は同じであるとしても、本発明の効果は得られている。すなわち、Ｘ線検出器６を波長分別型検出器とすることにより、共通する環境下で、複数種類の特性Ｘ線によるＸ線回折測定が可能である。

【0069】

本発明の実施形態に係るＸ線検出器６は、規則的に配列された複数のピクセルを有する２次元検出器としたが、１列に並ぶピクセルを有する１次元検出器であってもよい。測定時間低減の観点からは２次元検出器が望ましいが、測定の目的に応じて、選択すればよい。

【符号の説明】

【0070】

１ Ｘ線回折装置、２ Ｘ線源、３ 多層膜ミラー、４ 光学系、５ 試料台、６ Ｘ線検出器、７ 回転駆動系、８ 分析部、９ 制御解析部、１０ 同期制御手段、１１ 回転体、１２ フィラメント、１３ Ｘ線窓、１５ 固定対陰極、２１ 基板、２２ 多重構造多層膜、２３ 重元素層、２４ 軽元素層、３０ 平面状Ｘ線検出部、３１ ピクセル、１００ 試料、ＢＳ Ｘ線放射領域、Ｌ１，Ｌ２ 多層膜、Ｐ１，Ｐ２ 焦点、Ｓ１ Ｘ線、Ｔ１，Ｔ２，金属、Ｔ３ 合金、Ｔ_ｅｖｅｎ 偶期間、Ｔ_ｏｄｄ 奇期間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】