特許 6716441 ３つのビーム経路のための切り換えシステムを備えるＸ線光学アセンブリ、及び関連するＸ線回折装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6716441

(24)【登録日】2020年6月12日

(45)【発行日】2020年7月1日

(54)【発明の名称】３つのビーム経路のための切り換えシステムを備えるＸ線光学アセンブリ、及び関連するＸ線回折装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/20008 20180101AFI20200622BHJP

   G01N 23/207 20180101ALI20200622BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/20008

   G01N23/207

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-241302(P2016-241302)

(22)【出願日】2016年12月13日

(65)【公開番号】特開2017-151082(P2017-151082A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2019年1月21日

(31)【優先権主張番号】10 2015 226 101.8

(32)【優先日】2015年12月18日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】513307690

【氏名又は名称】ブルーカー アーイクスエス ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】フランク ハンス ホフマン

(72)【発明者】

【氏名】カイ ウーヴェ メッテンドルフ

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０９６１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３１５０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１７３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３０６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２２２４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２８７１７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０１４０３７１３（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１９４７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１３５０５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層ミラー（７）と、Ｘ線ビームのためのビーム経路（１５；１６；１７）が選択可能である切り換えシステム（１３）とを備えた、Ｘ線回折装置（１）のためのＸ線光学アセンブリ（３）において、
前記切り換えシステム（１３）は、切り換え可能なアパーチャシステム（１０）を有し、
前記Ｘ線光学アセンブリ（３）はさらに、モノクロメータ（９）を含み、
前記Ｘ線ビームのための３つのビーム経路（１５；１６；１７）が、前記切り換えシステム（１３）を使用して選択可能であり、
前記切り換えシステム（１３）の第１の位置にある第１のビーム経路（１５）は、前記多層ミラー（７）を通り越し、前記モノクロメータ（９）を通り越し、
前記切り換えシステム（１３）の第２の位置にある第２のビーム経路（１６）は、前記多層ミラー（７）を含み、前記モノクロメータ（９）を通り越し、
前記切り換えシステム（１３）の第３の位置にある第３のビーム経路（１７）は、前記多層ミラー（７）を含み、前記モノクロメータ（９）を含み、
前記切り換えシステム（１３）は、前記多層ミラー（７）に対して可動であるキャリッジ（８）を有し、
前記切り換え可能なアパーチャシステム（１０）及び前記モノクロメータ（９）は、前記キャリッジ（８）上に配置され、
前記キャリッジ（８）を移動させることによって、
−前記第１のビーム経路（１５）又は前記第２のビーム経路（１６）を選択するために、前記切り換え可能なアパーチャシステム（１０）が前記Ｘ線ビームに選択的に配置されるか、又は、
−前記第３のビーム経路（１７）を選択するために、前記モノクロメータ（９）が前記Ｘ線ビームに選択的に配置される
ことを特徴とするＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項2】

前記切り換え可能なアパーチャシステム（１０）は、回転可能なアパーチャ（１０ａ）、又は前記キャリッジ（８）上で可動であるアパーチャを備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項3】

前記キャリッジ（８）は、前記Ｘ線光学アセンブリ（３）の基体（４０）上の２つの端部ストッパ（１００，１０１）の間で、ガイド（４２）を介して可動であることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項4】

ガイドボルト（５２）が前記キャリッジ（８）上又は前記キャリッジ（８）内でガイドされ、前記キャリッジ（８）の移動方向（ＶＲＳ）に平行に、スライド方向（ＳＲＦ）に沿って前記キャリッジ（８）に対して可動であり、
前記スライド方向（ＳＲＦ）において、前記ガイドボルト（５２）の両側の前記キャリッジ（８）上又は前記キャリッジ（８）内に接触要素（５３，５４）が形成され、前記スライド方向（ＳＲＦ）に平行に前記キャリッジ（８）上又は前記キャリッジ（８）内で可動であり、それぞれの第１のばね要素（５５，５６）を介して前記キャリッジ（８）上に支持される
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項5】

前記Ｘ線光学アセンブリ（３）の前記基体（４０）上に、前記基体（４０）上をガイドされるスピンドルナット（５０）が載置される駆動スピンドル（４３）が設けられ、前記ガイドボルト（５２）は、前記スピンドルナット（５０）に連結されることを特徴とする請求項４記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項6】

前記モノクロメータ（９）は、少なくとも２つの自由度で回転可能な関節ジョイント（７９）を介して支持された調整ユニット（４６）に留め付けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項7】

前記回転可能な関節ジョイント（７９）はボールジョイント（７９ａ）として設計されることを特徴とする請求項６記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項8】

前記調整ユニット（４６）は、保持要素（６９）及び調整要素（７３）を含み、前記保持要素（６９）は、ボール部（７１）と、前記ボール部（７１）から前記モノクロメータ（９）への第１の接続部（７０）と、前記ボール部（７１）から前記調整要素（７３）への第２の接続部（７２）とを有することを特徴とする請求項７記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項9】

前記調整ユニット（４６）にボール部（７１）が設けられ、前記ボール部（７１）は、２つのジョイントソケット要素（７４，７５）の間に位置し、
前記ジョイントソケット要素（７４，７５）は、１つ又は複数の第２のばね要素（７６）によって互いにプレテンションされている
ことを特徴とする請求項７又は８記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項10】

相互に対向する２つのガイド部（８２，８３）を有するガイド装置（８４）が設けられ、前記ガイド部（８２，８３）間で前記調整ユニット（４６）が接触した状態でガイドされ、これにより前記調整ユニット（４６）は、前記ボールジョイント（７９ａ）の中点（Ｍ）を通ってガイド面（ＦＥＢ）に対して垂直に延びる第１の軸線（ｙ）を中心として、前記ガイド部（８２，８３）に平行な前記ガイド面（ＦＥＢ）に平行に旋回可能であり、
さらに、前記調整ユニット（４６）は、前記ボールジョイント（７９ａ）の前記中点（Ｍ）を通って前記第１の軸線（ｙ）に対して垂直に延びる第２の軸線（ｘ）を中心に回転可能であり、
前記調整ユニット（４６）は、前記ボールジョイント（７９ａ）の前記中点（Ｍ）から前記第２の軸線（ｘ）の方向に関して離れて前記ガイド部（８２，８３）に当接し、これにより、前記ボールジョイント（７９ａ）の前記中点（Ｍ）を通って前記第１の軸線（ｙ）に対して垂直且つ前記第２の軸線（ｘ）に対して垂直に延びる第３の軸線（ｚ）を中心とする前記調整ユニット（４６）の旋回がブロックされる
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項11】

前記ガイド装置（８４）は、前記第２の軸線（ｘ）の周りを回転可能であるように設計され、前記調整ユニット（４６）は、前記第３の軸線（ｚ）の方向に関して前記ボールジョイント（７９ａ）の前記中点（Ｍ）から離れて前記ガイド部（８２，８３）に当接し、これにより前記調整ユニット（４６）が前記第２の軸線（ｘ）の周りを回転すると、前記ガイド装置（８４）も回転することを特徴とする請求項１０記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項12】

前記ガイド装置（８４）は回転可能に固定された設計を有し、
前記調整ユニット（４６）は円筒の外側表面部を有する前記ガイド部（８２，８３）に当接し、前記円筒の外側表面部の共通円筒軸（ＺＡ）は前記ボールジョイント（７９ａ）の前記中点（Ｍ）を通って延び、これにより、前記調整ユニット（４６）が前記第２の軸線（ｘ）の周りを回転すると、前記調整ユニット（４６）は、前記ガイド装置（８４）に対して、前記共通円筒軸（ＺＡ）の周りを回転することを特徴とする請求項１０記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項13】

前記調整ユニット（４６）を第１の軸線（ｙ）の周りに旋回させる第１の調整機構（９１）と、前記調整ユニット（４６）を第２の軸線（ｘ）の周りに回転させる第２の調整機構（９２）とをさらに備えた、請求項６乃至１２のいずれか１項に記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項14】

前記調整ユニット（４６）は、前記第２の軸線（ｘ）に対して実質的に横方向に突出する調整レバー（７３ａ）を有し、前記調整レバー（７３ａ）には前記第１及び前記第２の調整機構（９１，９２）が係合し、
前記調整レバー（７３ａ）は、前記第１の調整機構（９１）を介して前記第２の軸線（ｘ）に略平行な方向にたわみ可能であり、
前記調整レバー（７３ａ）は、前記第１の軸線（ｙ）に略平行な方向に前記第２の調整機構（９２）を介してたわみ可能である
ことを特徴とする、請求項１３に記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項15】

前記第１の調整機構（９１）及び前記第２の調整機構（９２）は、それぞれ、各第３のばね要素（９５；９６）の力で、変位可能な調整ストッパ（９３；９７）に対して前記調整ユニット（４６）を押す
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載のＸ線光学アセンブリ（３）。

【請求項16】

−Ｘ線源（２）と、
−サンプルのための位置（４）と、
−前記サンプルの前記位置（４）を中心に円弧（６）上で可動であるＸ線検出器（５）と、
−Ｘ線ビームのためのビーム経路（１５；１６；１７）が選択可能な調整システム（１４）と
を含む、Ｘ線回折装置（１）において、
前記Ｘ線回折装置（１）はさらに、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のＸ線光学アセンブリ（３）を含み、
前記Ｘ線回折装置（１）の前記調整システム（１４）は、少なくとも前記Ｘ線光学アセンブリ（３）の前記切り換えシステム（１３）を含み、
−前記切り換えシステム（１３）が前記第１の位置にある、前記調整システム（１４）の第１の調整における前記第１のビーム経路（１５）と、
−前記切り換えシステム（１３）が前記第２の位置にある、前記調整システム（１４）の第２の調整における追加的な前記第２のビーム経路（１６）と、
−前記切り換えシステム（１３）が前記第３の位置にある、前記調整システム（１４）の第３の調整における追加的な前記第３のビーム経路（１７）と
が、いずれの場合にも、前記Ｘ線ビームを前記Ｘ線源（２）から前記サンプルの前記位置（４）に向ける
ことを特徴とするＸ線回折装置（１）。

【請求項17】

前記調整システム（１４）はさらに、一次側に、少なくとも前記Ｘ線源（２）と前記Ｘ線光学アセンブリ（３）とが配置されたキャリッジ（１２）を含み、前記キャリッジ（１２）は少なくとも第１の位置と第２の位置との間で移動可能及び／又は旋回可能である
ことを特徴とする請求項１６記載のＸ線回折装置（１）。

【請求項18】

前記モノクロメータ（９）は、前記Ｘ線光学アセンブリ（３）の出力側の前記第２のビーム経路（１６）及び前記第３のビーム経路（１７）が前記Ｘ線光学アセンブリ（３）に対して同じ方法で延在するように設計され、
前記調整システム（１４）は、前記Ｘ線光学アセンブリ（３）の前記切り換えシステム（１３）のみを含む
ことを特徴とする請求項１６記載のＸ線回折装置（１）。

【請求項19】

ブラッグ・ブレンターノ形状の前記第１のビーム経路（１５）は、前記サンプルの前記位置（４）での反射後に、前記Ｘ線ビームを前記円弧（６）上に集束させ、
前記第２のビーム経路（１６）及び前記第３のビーム経路（１７）が、それぞれ平行ビーム形状の場合には、前記Ｘ線ビームを前記サンプルの前記位置（４）に向ける
ことを特徴とする、請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載のＸ線回折装置（１）。

【請求項20】

ブラッグ・ブレンターノ形状の前記第１のビーム経路（１５）は、前記サンプルの前記位置（４）での反射後に、前記Ｘ線ビームを前記円弧（６）上に集束させ、
平行ビーム形状の前記第２のビーム経路（１６）は、前記Ｘ線ビームを前記サンプルの前記位置（４）に向け、
前記第３のビーム経路（１７）は、前記サンプルの前記位置（４）を通って、前記円弧（６）上に前記Ｘ線ビームを集束させる、
ことを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載のＸ線回折装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多層ミラー、特に、ゲーベルミラーと、Ｘ線ビームのビーム経路が選択可能な切り換えシステムとを含む、Ｘ線回折装置のためのＸ線光学アセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

このようなＸ線光学アセンブリは、例えば、特許文献１から公知である。

【0003】

Ｘ線回折（ＸＲＤ）は、特に結晶材料を評価することができる、機器分析の効果的な方法である。分析タスクに応じて、さまざまな測定形状が使用される。例えば、Ｘ線ビームがサンプル上で反射した後に検出器（又は検出器アパーチャ）に集束されるブラッグ・ブレンターノ（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ）形状は、粉末回折に頻繁に使用される。平行ビーム形状では、Ｘ線ビームは、例えばテクスチャ測定のためにサンプル上に平行に向けられる。さまざまな測定形状のために、異なるＸ線光学要素がビーム経路に必要とされる。

【0004】

実際には、同じＸ線回折装置が異なる測定形状で交代に使用されることが多い。したがって、測定形状を切り換えるために必要な修正及び調整手段を最小にすることが望ましい。

【0005】

特許文献１では、変位可能な又は回転可能なアパーチャシステムによって、一次ビーム側のビーム経路に１つのＸ線ミラーを備えた反射形状と、一次ビーム側のビーム経路に２つのＸ線ミラーを備えた透過形状との間で切り換えが行われるＸ線光学系設計が開示されている。このようにして、修正及び調整操作が最小化されるか、又は不要となる。

【0006】

特許文献２から、多層ミラー上での反射を伴わない集束形状での測定、及び多層ミラー上での反射を伴う平行形状での測定のためのＸ線回折装置が知られており、これによりビーム経路の１つを、多層ミラーの背後にある回転可能なスリット円盤を用いて選択することができる。さらに、ビーム経路間を移動することができる発散スリットが設けられている。

【0007】

既知のＸ線回折装置により、例えばブラッグ・ブレンターノ形状及び平行ビーム形状のような２つのビーム経路間の切り換えが可能になる。多くの分析タスクではこれで十分であるが、場合によっては、既知の切り換え可能なＸ線光学装置を用いては利用できない高分解能のＸ線回折情報が必要である。

【0008】

特許文献３には、Ｘ線を平行化するための放物面の多層ミラーと、特に二結晶モノクロメータを用いて平行化された放射線をモノクロ化するための装置とを有するＸ線分析用の装置が記載されている。多層ミラーを、１８０°回転させることができ、その結果、Ｘ線ビームは、多層ミラー及びモノクロメータを介して検査対象物上に、あるいは多層ミラーから直接対象物上に導かれる。モノクロ化されたＸ線ビームを用いて高分解能のＸ線回折測定が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】ドイツ特許出願公開第１０２００９０４７６７２号明細書

【特許文献2】米国特許第６８０７２５１号明細書

【特許文献3】米国特許第６３５９９６４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

発明の目的
本発明の目的は、簡単な方法でさまざまな測定形状に対してさらに普遍的に使用され得るＸ線光学アセンブリ及びＸ線回折装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

発明の簡単な説明
本目的は、冒頭で言及したタイプのＸ線光学アセンブリによって実現され、
このＸ線光学アセンブリはまた、モノクロメータ、特にチャンネルカット結晶を含み、
Ｘ線ビームのための３つのビーム経路が、切り換えシステムを使用して選択可能であり、
切り換えシステムの第１の位置にある第１のビーム経路は、多層ミラーを通り越し、モノクロメータを通り越し、
切り換えシステムの第２の位置にある第２のビーム経路は、多層ミラーを含み、モノクロメータを通り越し、
切り換えシステムの第３の位置にある第３のビーム経路は、多層ミラーを含み、モノクロメータを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によるＸ線光学アセンブリの使用により、３つのビーム経路の間で切り換えを行うことができ、これにより、特定の分析タスクを、適切なビーム形状又は適切なＸ線光学装置で処理することができる。切り換えシステムの３つの位置のすべてはＸ線光学アセンブリが設置されているＸ線回折装置の更なる調整システムユニットによって任意に補助されており、放射Ｘ線ビームは共通サンプル位置に向けられる。１つのビーム経路が選択されると、残りのビーム経路はブロック（閉塞）される。

【0013】

切り換えの後、原則として、Ｘ線光学アセンブリに対する更なる修正手段が必要でなく、また、調整動作も好ましくは不要であるか最小化される。したがって、異なる測定形状間の迅速な切り換えを実行することができる。第１のビーム経路では、例えば、粉末回折のためのブラッグ・ブレンターノ形状において、特に高いレベルの強度を使用することができる。第２のビーム経路では、多層ミラーを用いて成形されたＸ線ビームを、例えば応力及びテクスチャ測定のための平行ビーム形状において、又は表面近くのサンプル材料の目的の特性を決定するための斜入射においても、利用することができる。第３のビーム経路では、多層ミラーによって成形されモノクロ化されたＸ線ビームを、例えば半導体ウェハのような実質的に完全な結晶における欠陥解析のための、高分解能のＸ線回折測定に利用することができる。

【0014】

Ｘ線光学アセンブリは、通常、全体としてＸ線回折装置に設置され得る単一のＸ線光学部品（モジュール）に結合される。切り換えは、通常、モータによって自動的に行われるが、手動で実行することもできる。

【0015】

発明の好ましい実施形態
キャリッジ機構の実施形態
好ましい一実施形態では、
切り換えシステムが、多層ミラーに対して可動であり且つ切り換え可能なアパーチャシステムを有するキャリッジを有し、
切り換え可能なアパーチャシステム及びモノクロメータは、キャリッジ上に配置され、
キャリッジを移動させることによって、
−第１のビーム経路又は第２のビーム経路を選択するために切り換え可能なアパーチャシステムがＸ線ビームに選択的に配置されるか、又は、
−第３のビーム経路を選択するために、モノクロメータがＸ線ビームに選択的に配置される。

【0016】

Ｘ線ビーム内に位置する（又はその上にある）構成要素の切り換えを、可動キャリッジを使用して、簡単な方法で、コンパクトな空間内で行うことができる。この実施形態では、設計がコンパクトであるため、Ｘ線光学アセンブリがサンプルの近くに配置され得るので、特に、ブラッグ・ブレンターノ形状の第１のビーム経路において、サンプルでの特に高い強度が実現される。ブラッグ・ブレンターノ型のビーム経路を可能にするために、モノクロメータ（例えば、チャンネルカット結晶）は（例えば上方に）変位され、Ｘ線光学装置の前に付加的な構成要素として搭載されない（すなわち、切り換え可能なアパーチャシステムと直列に存在しない）。キャリッジは一般にモータ駆動され、キャリッジの移動方向（ＶＲＳ）は、通常、ビームの伝搬方向に対して垂直に延びている。アパーチャシステム及びモノクロメータはビーム経路内に、通常は多層ミラーの後ろに配置される。また、切り換え可能なアパーチャシステムは、通常、モータ駆動される。切り換え可能なアパーチャシステムはまた、特にコンパクトである回転可能なアパーチャを含むこともできる。あるいは、切り換え可能なアパーチャシステムは、例えば、キャリッジ上で可動であるアパーチャを含むこともできる。

【0017】

この実施形態の好ましい一改良形態では、キャリッジは、Ｘ線光学アセンブリの基体上の２つの端部ストッパの間、特に変位可能な設計を有する２つの端部ストッパの間で、ガイドを介して可動である。端部ストッパは、切り換え可能なアパーチャシステムとモノクロメータの迅速且つ正確な位置決めを容易にする。切り換え可能なアパーチャシステム及びモノクロメータの、キャリッジの移動方向（ＶＲＳ）に対する位置を、変位可能な端部ストッパで調整することができる。多層ミラーは、基体に留め付けられる。

【0018】

これに関して、一改良形態では、ガイドボルトがキャリッジ上又はキャリッジ内でガイドされ、キャリッジの移動方向（ＶＲＳ）に平行に、スライド方向（ＳＲＦ）に沿ってキャリッジに対して可動であり、スライド方向（ＳＲＦ）において、ガイドボルトの両側のキャリッジ上又はキャリッジ内に接触要素が形成され、スライド方向（ＳＲＦ）に平行にキャリッジ上又はキャリッジ内で可動であり、それぞれの第１のばね要素を介してキャリッジ上に支持される。ガイドボルトにより、キャリッジを、それぞれの接触要素及びそれぞれの第１のばね要素を介して、特定の端部ストッパに十分に力を加えながら接触させて穏やかに押圧することができ、したがって、ガイドボルトが端部ストッパに対して厳密に位置決めされなくても、キャリッジを正確に位置決めすることができる。特に、端部ストッパの位置は変化し得るが、このときキャリッジには、端部ストッパに対する正確な接触のために、依然として確実に十分な力が加えられている。キャリッジが端部ストッパに到達した後、ガイドボルトは、第１のばね要素の力に抗して、かなり遠ざかって、その可能な移動経路（最大ばねストローク）の通常約半分以上を端部ストッパ上に対して移動することになる。キャリッジに対する接触要素のそれぞれの移動経路は、ガイドボルトの中央位置から始まって、少なくとも３．０ｍｍであることが好ましい。ガイドボルトの移動経路がロックストッパによって画定されるロックワッシャとして接触要素を設計することができ；これに対応して、ガイドボルトが中央位置から移動すると、１つの接触要素のみが少なくとも一時的にガイドボルトに当接する。これにより、一方の端部ストッパに向かう動きが、対向して配置された端部ストッパの第１のばね要素によって補助されることを防ぐことができる。

【0019】

好ましくは、基体上をガイドされるスピンドルナットが載置される駆動スピンドルが、Ｘ線光学アセンブリの基体上に設けられており、ガイドボルトは、特にガイドボルトから横方向に突出するキャリヤを介してスピンドルナットに連結されている。スピンドル機構は、簡単で、堅牢で、安価である。ガイドボルトと第１のばね要素を介して力が伝達されるので、それほど正確ではないスピンドル機構でもキャリッジを正確に位置決めするのに十分である。

【0020】

調整ユニットの実施形態
好適な一実施形態では、モノクロメータは、少なくとも２つの自由度で回転可能な関節ジョイントを介して支持された調整ユニットに留め付けられる。モノクロメータの回転位置を、回転可能な関節ジョイントを介して（多層ミラー又はそこから放射するＸ線ビームに対して）調整することができる。関節ジョイント又は回転軸（複数可）は、例えば２ｃｍ以下の距離で、モノクロメータ又はＸ線ビームの近くに位置することが好ましい。関節ジョイントは、通常、モノクロメータ及び切り換え可能なアパーチャシステムを担持するＸ線光学アセンブリの可動キャリッジ上に支持される。調整ユニットは、通常、関節ジョイントが設けられた保持要素と、モノクロメータを調整するための調整要素、特に、保持要素から横方向に突出する調整レバーとを含む。回転可能な関節ジョイントは、厳密に２つの自由度を有する（もともと有するか、又はさらなる自由度をブロックすることによる）のが好ましく、これによってより容易な調整を可能にする。ただし、調整オプションの制限を可能な限り少なくするために、３つの自由度すべてに関する回転自在性を提供することもできる。

【0021】

回転可能な関節ジョイントがボールジョイントとして設計されるこの実施形態の一改良形態が特に好ましい。ボールジョイントは非常に正確で耐久性のある設定を可能にする。ボールジョイントは原則として３つの自由度で回転可能である。必要に応じて、調整を簡略化するために、１つの自由度が適切なガイドによってブロックされてもよい。

【0022】

この改良形態の好ましいさらなる一発展形態では、調整ユニットは、保持要素及び調整要素を含み、保持要素は、ボール部と、ボール部からモノクロメータへの第１の接続部と、ボール部から調整要素への第２の接続部とを有する。保持要素は、通常、実質的に線形の設計を有し、ボール部は略中間に位置し、接続部（「スピンドル」）は対向するように配置される。このさらなる発展形態により、調整の際の力の好適な適用、及びコンパクトな設計が可能になる。

【0023】

また、調整ユニットにボール部が設けられ、ボール部は、２つのジョイントソケット要素の間に位置し、特に、ジョイントソケット要素は、穿孔されたプラスチック円盤として設計され、ジョイントソケット要素は、１つ又は複数の第２のばね要素、特に皿ばねによって互いにプレテンションされている調整ユニットが提供される改良形態が好ましい。この設計によって、簡単な方法で、調整ユニットを実質的に遊びなく保持することが可能になる。

【0024】

以下の一改良形態が特に好ましい
相互に対向する２つのガイド部を有するガイド装置が設けられ、ガイド部間で調整ユニットが接触した状態でガイドされ、これにより調整ユニットは、ボールジョイントの中点を通ってガイド面に対して垂直に延びる第１の軸線（ｙ）を中心として、ガイド部に平行なガイド面に平行に旋回可能であり、
さらに、調整ユニットは、ボールジョイントの中点を通って第１の軸線（ｙ）に対して垂直に延びる第２の軸線（ｘ）を中心に回転可能であり、
調整ユニットは、ボールジョイントの中点から第２の軸線（ｘ）の方向に関して離れてガイド部に当接し、これにより、ボールジョイントの中点を通って第１の軸線（ｙ）に対して垂直且つ第２の軸線（ｘ）に対して垂直に延びる第３の軸線（ｚ）を中心とする調整ユニットの旋回がブロックされる。

【0025】

この改良形態では、調整を簡略化するために調整ユニットの回転を２つの軸線（ｘ，ｙ）に制限することができる。ガイド部は、通常、ガイド面として設計されるが、ガイドエッジとして設計されてもよい。ガイド部は、遊びを低減するために、通常、調整ユニット上にわずかに弾性的にプレテンションされている。ガイド装置は、通常、可動キャリッジ上に設けられる。第１、第２、及び第３の軸線（ｘ，ｙ，ｚ）は、互いに垂直に向けられている。

【0026】

ガイド装置は、好適には、第２の軸線（ｘ）の周りを回転可能であるように設計され、調整ユニットは、第３の軸線（ｚ）の方向に関してボールジョイントの中点から離れてガイド部に当接しているので、調整ユニットが第２の軸線（ｘ）の周りを回転すると、ガイド装置、特にロックスリーブを備えて設計されたガイド装置も回転する。この実施形態では、第１の軸線（ｙ）の位置はモノクロメータに対して固定されている。これにより、特に簡単で直感的な調整が可能になる。さらに、回転角度が大きい場合、この設計では、必要に応じて、非線形性を避けることができる。ガイド装置は、通常、可動キャリッジ上に回転可能に支持されている。

【0027】

あるいは、ガイド装置が回転可能に固定された設計を有し、調整ユニットが円筒の外側表面部を有するガイド部に当接し、ここで、円筒の外側表面部の共通円筒軸はボールジョイントの中点を通って延び、これにより、調整ユニットが第２の軸線（ｘ）の周りを回転すると、調整ユニットは、ガイド装置に対して、特に調整ユニットを円筒状領域内にガイドするガイド装置に対して、共通円筒軸の周りを回転するように提供され得る。この設計は特に簡単である。円筒の外側表面部は、通常、調整ユニットの円筒状領域の、対向して配置された側部によって形成される。ｘ軸の方向に延びるガイド部の場合、円筒の外側表面部は、軸線方向に非常に短い設計を有することも可能であり；円筒軸は、円の共通面に垂直な共通円弧断面の中点を通る軸線に対応する。

【0028】

上記実施形態の好適な一改良形態では、調整ユニットを第１の軸線（ｙ）の周りに旋回させる第１の調整機構と、調整ユニットを第２の軸線（ｘ）の周りに回転させる第２の調整機構が示される。調整機構を介して２つの軸線（ｘ，ｙ）に対する調整ユニットの回転位置の正確な設定を行うことができ；第１及び第２の軸線（ｘ，ｙ）に関しては、前述の改良形態も参照されたい。

【0029】

この改良形態の好適なさらなる一発展形態では、調整ユニットは、第２の軸線（ｘ）に対して実質的に横方向に突出する調整レバーを有し、この調整レバーに第１及び第２の調整機構が係合し、調整レバーは、第１の調整機構を介して第２の軸線（ｘ）に略平行な方向にたわみ可能であり、調整レバーは、第１の軸線（ｙ）に略平行な方向に第２の調整機構を介してたわみ可能である。この調整レバーを用いて、モノクロメータの簡単で正確なタイプの調整が可能である。調整レバーの代わりに、例えば調整ホイールを使用することができる。

【0030】

別の改良形態では、第１の調整機構及び第２の調整機構は、それぞれ、各第３のばね要素、特に引っ張りばねの力で、変位可能な調整ストッパ、特にねじスピンドル又は調整スクリュに対して調整ユニットを押す。このようにして、遊びの少ないモノクロメータの位置決めが可能である。

【0031】

本発明によるＸ線回折装置
また、本発明の範囲は、Ｘ線回折装置を包含し、
−Ｘ線源と、
−サンプルのための位置であるサンプル用位置と、
−サンプルの位置を中心に円弧上で可動であるＸ線検出器と、
−Ｘ線ビームためのビーム経路が選択可能な調整システムと
を含む、Ｘ線回折装置において、
Ｘ線回折装置はまた、本発明による上述のＸ線光学アセンブリを含み、
Ｘ線回折装置の調整システムは、少なくともＸ線光学アセンブリの切り換えシステムを含み、
−切り換えシステムが第１の位置にある、調整システムの第１の調整における第１のビーム経路と、
−切り換えシステムが第２の位置にある、調整システムの第２の調整における追加的な第２のビーム経路と、
−切り換えシステムが第３の位置にある、調整システムの第３の調整における追加的な第３のビーム経路と
が、いずれの場合にも、Ｘ線ビームをＸ線源からサンプルの位置に向ける
ことを特徴とする。

【0032】

本発明によるＸ線回折装置を使用することにより、特にモータによって、自動化された方法で、３つの測定形状の間での切り換えを迅速に行うことができる。ビーム経路の変更は、切り換えシステムの切り換えによって行うことができ、必要であれば、調整システムの別のユニットを切り換える／調整することによって補足される。追加の修正は必要ではなく；同様に、さらなる調整が、通常は必要とされないか、又は最小化される。

【0033】

本発明によるＸ線回折装置の一実施形態が好ましく、この実施形態では、調整システムがさらに、一次側に、少なくともＸ線源とＸ線光学アセンブリとが配置されたキャリッジを含み、キャリッジは少なくとも第１の位置と第２の位置との間で移動可能及び／又は旋回可能である。特に、ここで、一次側のキャリッジの第２の位置と第１の位置との間の位置差が、第２のビーム経路に対して第３のビーム経路内でモノクロメータによるＸ線ビーム変化を補償する。同様に、第２のビーム経路すなわち第２の調整では、第１の位置が使用され、第３のビーム経路すなわち第３の調整では、第２の位置が使用される。第１のビーム経路すなわち第１の調整では、通常、第１の位置が使用される。この設計によって、Ｘ線光学アセンブリの出力側の第２のビーム経路に対して第３のビーム経路内のＸ線ビームを変化させるモノクロメータの使用、特に、（単一の）チャンネルカット結晶の使用が可能になり、また、したがって、非常にコンパクトな設計（Ｘ線源とサンプルとの間の距離が小さい）が可能になる。モノクロメータによる一般的なＸ線ビーム変化は、Ｘ線源及びＸ線光学アセンブリの、対向して向けられた共通の平行移動によって補償されるＸ線ビームの平行オフセットである。

【0034】

好適な代替の一実施形態では、モノクロメータは、Ｘ線光学アセンブリの出力側の第２のビーム経路及び第３のビーム経路がＸ線光学アセンブリに対して同じ方法で延在するように設計され、特に、モノクロメータは、Ｂａｒｔｅｌｓ装置に２つのチャンネルカット結晶を連続的に含み、調整システムは、Ｘ線光学アセンブリの切り換えシステムのみを含む。この設計は、一次側のキャリッジが不要であるため、スイッチオーバに関して特に簡単である。ただし、この実施形態のモノクロメータは、特に正確な方法で製造されなければならない。

【0035】

好ましい一実施形態では、ブラッグ・ブレンターノ形状の第１のビーム経路は、サンプルの位置での反射後に、Ｘ線ビームを円弧上に集束させ、第２のビーム経路及び第３のビーム経路は、それぞれ平行ビーム形状の場合には、Ｘ線ビームをサンプルの位置に向ける。特に多層ミラーとしてのゲーベルミラーとモノクロメータとしてのチャンネルカット結晶を用いると、この設計は特に簡単である。

【0036】

代替的な一実施形態では、ブラッグ・ブレンターノ形状の第１のビーム経路は、サンプルの位置での反射後に、Ｘ線ビームを円弧上に集束させ、平行ビーム形状の第２のビーム経路は、Ｘ線ビームをサンプルの位置に向け、第３のビーム経路は、サンプルの位置を通って、円弧上にＸ線ビームを集束させ、特にモノクロメータはヨハンソン型モノクロメータを含む。この設計では、第３のビーム経路内に透過形状を利用することができる。

【0037】

本発明のさらなる利点は、説明及び図面から分かる。加えて、上述の特徴及び以下においてより詳細に説明する特徴は、それぞれの場合において、個々に又は集合的に任意の組み合わせで本発明に従って使用され得る。図示され説明された実施形態は網羅的なリストとして解釈されるべきではなく、むしろ本発明を説明する本質的に例示的なものである。

【0038】

発明の詳細な説明及び図面
本発明は、図面に示され、以下のように、例示的な実施形態を参照してより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】ブラッグ・ブレンターノ（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ）形状の第１のビーム経路のためのＸ線光学アセンブリの第１の切り換え位置にある、本発明によるＸ線回折装置の一実施形態の概略図である。

【図2】平行ビーム形状の第２のビーム経路のためのＸ線光学アセンブリの第２の切り換え位置にある、図１のＸ線回折装置を示す図である。

【図3a】平行ビーム形状の第３のビーム経路のためのＸ線光学アセンブリの第３の切り換え位置にある、図１のＸ線回折装置を示す図であり、一次側のキャリッジが変位した位置にある。

【図3b】平行ビーム形状の第３のビーム経路のためのＸ線光学アセンブリの第３の切り換え位置にある、図１と同様のＸ線回折装置を示す図であり、ダブルチャンネルカット結晶を有する。

【図4a】本発明によるＸ線光学アセンブリの一実施形態の概略斜視図であり、基体上に可動キャリッジを備え、その基体は前景に表れる。

【図4b】図４ａのＸ線光学アセンブリの概略斜視図であり、キャリッジは前景に表れる。

【図4c】ビーム経路の高さ位置での、図４ａのＸ線光学アセンブリの概略断面図である。

【図5】駆動スピンドルの高さ位置での、図４ａのＸ線光学アセンブリの概略断面図である。

【図6】キャリッジ上の図４ａのＸ線光学アセンブリの概略側面図である。

【図7】回転可能なロックスリーブを有し、調整機構を含む、図４ａのＸ線光学アセンブリの調整ユニットの概略的な長手方向断面図である。

【図8】図７の調整ユニットの概略上面図である。

【図9】図７の面Ｂに沿った、図７の調整ユニットの概略的な階段状の断面図である。

【図10a】図４ａのＸ線光学アセンブリの、中央位置にあるクランプ機構を示す概略的な断面図である。

【図10b】右側の端部ストッパに到達し、中間位置にある図１０ａのクランプ機構を示す図である。

【図10c】右側の端部ストッパにおいて、支え位置にある図１０ａのクランプ機構を、示す図である。

【図11】固定ロックワッシャを備えた調整機構を含む、本発明によるＸ線光学アセンブリのための別の調整ユニットの長手方向断面図である。

【図12】図１１の調整ユニットの概略上面図である。

【図13】図１１の面Ｂに沿った、図１１の調整ユニットの概略的な階段状の断面図である。

【図14a】ジョイントピンを備えた、本発明によるＸ線光学アセンブリのための別の調整ユニットの概略的な長手方向断面図である。

【図14b】図１４ａの調整ユニットの概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

発明の概要
本発明は、３つの異なる測定形状においてＸ線回折測定を行うことができるＸ線光学アセンブリ及びそのようなアセンブリを有するＸ線回折装置を提供する。測定形状間の切り換えは、好ましくは自動化された方法で行われるので、光学装置の再調整を必要とする可能性がある測定機器における（手動）介入は必要ではない。本発明の範囲内では、一般に光学装置の中間調整を必要とせずに、さまざまなモードを使用して同じサンプルを測定することができる。

【0041】

測定形状又は測定応用は、好ましくは、一般に（例えば、任意にリートベルト（Ｒｉｅｔｖｅｌｄ）解析と組み合わせて、粉末解析のために）電動アパーチャを用いた、ブラッグ・ブレンターノ（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ）応用、（例えば、応力やテクスチャの測定のための）平行化型ゲーベルミラーを用いた応用、及びモノクロメータと組み合わせたゲーベルミラーを使用した、高分解能ＸＲＤの分野での応用を含む。

【0042】

アセンブリは、コンパクトで省スペースな設計であり得るため、ブラッグ・ブレンターノ応用であっても、管の焦点が、検査されるサンプルから非常に離れているわけではない。ブラッグ・ブレンターノ測定形状では、管の焦点とサンプルとの間の距離が好ましく短いことが応用に好適である。

【0043】

この目的のために、モノクロメータが、旋盤ボールを有するスピンドルに留め付けられることが好ましい。ボールは、皿ばねによってホルダ内において２つのプラスチック円盤（ジョイントソケット）の間で支えられている。このボールジョイントでは、必要な自由度はすべて共通の回転点を有するため、設置スペースが節約される。スピンドルはプレテンションによって遊びなしに支持される。対応する力の適用により、３つの軸の周りの回転又は傾斜のみが可能である。３つの自由度のうちの２つは、通常、ねじスピンドルと引っ張りばねを利用して調整レバーの軸受によって固定される。使用されていない第３の自由度は、ロックスリーブを介してブロックされる。ねじスピンドルを回転させることによって、モノクロメータを、２つの軸（ｘ及びｙ）の周りに回転させて、Ｘ線ビームに対して所望の位置にすることができる。

【0044】

本発明の範囲内では、非常に正確な切り換え機構が可能である。これは、測定中にＸ線光学装置が負荷変動を受ける可能性があり、これによって分析に影響を与えてはならないので、好適である。本発明では、特に、安定で正確な調整装置がモノクロメータに利用される。

【0045】

キャリッジ平行移動の終点位置で切り換えられるＸ線光学アセンブリの構成要素の高精度且つ再現可能な位置決めのために、所定の力でその終点位置にキャリッジを保持するクランプ機構が提案される。クランプ機構を使用することにより、キャリッジは、負荷変動にもかかわらず、常に十分な力でその２つの端部ストッパの１つに対して遊びなしに押されて、例えば±１．５ｍｍの範囲内でストッパの変位を確実にすることができる。さらに、駆動が端部ストッパに対して「ハード」な衝撃を与えずに済むので、駆動機構のジャムを回避することができる。

【0046】

Ｘ線回折装置及びビーム経路
図１は、本発明によるＸ線回折装置１の一実施形態の概略図を示している。Ｘ線回折装置は、Ｃｕアノードを有するＸ線管などのＸ線源２、（点線で囲まれた）Ｘ線光学アセンブリ３、測定されるサンプルのための位置４、及びＸ線検出器５を備えている。Ｘ線管２のソース焦点（又は任意で、それに対応する画像）及びＸ線検出器５（又は任意で、対応する検出器アパーチャ）が、サンプルの位置４の周りの円弧（測定円）６上に配置されている。Ｘ線源２及び／又はＸ線検出器５は、サンプルを測定するために、慣習的な方法で円弧６上を移動することができる。並びに／もしくは、サンプルをこの目的のために回転させることができる。

【0047】

Ｘ線光学アセンブリ３は、ここでは平行化型ゲーベルミラーとして設計された多層ミラー７と、多層ミラー７に対して可動であるキャリッジ８とを含む。ここではチャンネルカット結晶９ａとして設計されたモノクロメータ９と、ここでは回転可能なアパーチャ１０ａを備えて設計された切り換え可能なアパーチャシステム１０がキャリッジ８上に配置されている。さらに、補助アパーチャ１１がキャリッジ８上に配置されている。

【0048】

回転可能なアパーチャ１０ａは、第１の回転位置（図１に示す）と第２の回転位置（後述の図２参照）との間で回転可能である。キャリッジ８は、第１の移動位置（図１に示す）と第２の移動位置（後述の図３ａ，３ｂ参照）との間で移動方向ＶＲＳに可動である。図示された第１の移動位置では、アパーチャシステム１０は、Ｘ線源２から放射されるＸ線光のビーム経路に配置されている。回転可能なアパーチャ１０ａの回転位置及びキャリッジ８の移動位置は、Ｘ線光学アセンブリ３のビーム経路を選択するためのＸ線光学アセンブリ３の切り換えシステム１３の位置を画定する。

【0049】

図示された実施形態では、Ｘ線源２及びＸ線光学アセンブリ３は、一次側の共通キャリッジ１２上にも配置され、この場合、一次側の共通キャリッジ１２は、第１の位置（図１に示す）と第２の位置（後述の図３ａ参照）との間で移動方向ＶＲＰに可動である。一次側におけるキャリッジ１２の位置及び切り換えシステム１３の位置は、全体として、Ｘ線回折装置１のビーム経路を選択するためのＸ線回折装置１の調整システム１４の調整を規定する。

【0050】

図１に示される状況では、調整システム１４は、一次側にあるキャリッジ１２が第１の位置にあり、切り換えシステム１３が第１の位置にあるという、第１の調整にあり、キャリッジ８は、ここでは最上部にある、第１の移動位置にある。Ｘ線源２から放射される第１のビーム経路１５のＸ線放射は、第１の回転位置にある回転可能なＸ線アパーチャ１０ａの中央ギャップを通過する。回転可能なアパーチャ１０ａを（わずかに）回転させることによってある程度にビーム幅を設定することができることに留意されたい。次いで、Ｘ線放射は、サンプルの位置４で反射され、これに対応して、Ｘ線検出器５又は円弧６（ブラッグ・ブレンターノ形状）に集束される。多層ミラー７で反射されたＸ線放射は、切り換え可能なアパーチャシステム１０の一部によってブロックされる。

【0051】

図２に示される状況では、調整システム１４は、一次側にあるキャリッジ１２がまだ第１の位置にあるが、切り換えシステム１３が第２の位置にあるという、第２の調整にあり、キャリッジ８は第１の移動位置にあり、ここでは最上部にある。Ｘ線源２から放射される第２のビーム経路１６のＸ線放射は、多層ミラー７で反射されて平行化され、第２の回転位置における回転可能なアパーチャ１０ａを通り過ぎ、サンプルの位置４に到達する。この位置で、Ｘ線ビームは反射され、Ｘ線検出器５に到達する（モノクロメータを含まない平行ビーム形状）。Ｘ線源から直接アパーチャシステム１０に到達するＸ線放射線は、アパーチャシステム１０によってブロックされる。

【0052】

図３ａに示す状況では、調整システム１４は、一次側にあるキャリッジ１２が、ここでは、移動方向ＶＲＰの第１の位置に対してわずかに下方にシフトされている第２の位置にあるという、第３の調整にある（点線のキャリッジの輪郭を参照）。さらに、Ｘ線光学アセンブリ３の切り換えシステム１３は第３の位置にあり、この目的のために、キャリッジ８は、移動方向ＶＲＳで、ここではわずかに下方にシフトされた第２の移動位置におかれている。Ｘ線源２から放射される第３のビーム経路１７のＸ線放射は、多層ミラー７で反射されて平行化され、モノクロメータ９に入射する。Ｘ線ビームは、モノクロメータの互いに向き合った平行な結晶面で２回反射された後、サンプルの位置４に当たる。この位置では、Ｘ線ビームは反射され、Ｘ線検出器５に到達する（モノクロメータを含む平行ビーム形状）。Ｘ線源２から直接放射されるＸ線放射は、ここでは、補助アパーチャ１１によってブロックされる。

【0053】

一次側でのキャリッジ１２のシフト１８は、Ｘ線光学アセンブリ３の出力側で、モノクロメータを用いずに、仮想ビーム経路１６ａ（第２のビーム経路と同様に細かい点線で示す）に対する第３のビーム経路１７のオフセット１９を補償し、これにより、第３のビーム経路１７もサンプルの位置４に中央に到達する。

【0054】

図３ｂは、本発明によるＸ線回折装置１の別の実施形態を示しており、図１、図２、及び図３ａと同様に示されており、したがって、重要な相違点のみがより詳細に説明される。この実施形態では、Ｘ線回折装置１の調整システム１４は、Ｘ線光学アセンブリ３の切り換えシステム１３のみを含み、特に、一次側のキャリッジを必要としない。

【0055】

調整システム１４の第３の調整、すなわち切り換えシステム１３の第３の位置では、キャリッジ８は再び第２の移動位置にある。多層ミラー７で反射されて平行化された第３のビーム経路１７のＸ線ビームはここでモノクロメータ９に到達し、モノクロメータ９は、連続的に配置された第１のチャンネルカット結晶９ｂ及び第２のチャンネルカット結晶９ｃを含み（Ｂａｒｔｅｌｓ装置）、これにより、第１のチャンネルカット結晶９ｂによるＸ線ビームのオフセットが第２のチャンネルカット結晶９ｃによって厳密に相殺される。この目的のために、２つのチャンネルカット結晶９ｂ，９ｃは互いに対して固定された向きにあり、両方ともキャリッジ８と共に移動し；一般に、２つのチャンネルカット結晶９ｂ，９ｃは、キャリッジ８上で個別に調整可能である。したがって、第３のビーム経路１７は、わずかなセグメントでのみ第２のビーム経路１６（細かい点線で示す）とは異なり、特に、第２のビーム経路１６及び第３のビーム経路１７は、Ｘ線光学アセンブリ３の出力側で同様に延在する。

【0056】

Ｘ線光学アセンブリ
本発明によるＸ線光学アセンブリ３の一実施形態であって、図１、図２、図３ａのＸ線回折装置に設置することができる実施形態が、図４ａでは、前景に基体４０を表した概略斜視図で示されており、図４ｂでは、前景にキャリッジ８を表した概略斜視図で示されている。

【0057】

多層ミラー７は、基体４０に支持され；多層ミラー７の入力側には、第１のビーム経路用の１つのスリットと、第２及び第３のビーム経路用の別のスリットとを有するダブルスリットアパーチャ４１も設けられている。基体４０には、キャリッジ８が移動方向ＶＲＳに沿って可動であるガイド４２が設けられている。また、基体４０には、モータ４４及びギヤ４５を介して駆動される駆動スピンドル４３が設けられている。駆動スピンドルはスピンドルナットを駆動し、スピンドルナットはキャリッジ８のガイドボルトに連結される（図４ａ，４ｂでは見えない；後述の図５参照）。

【0058】

チャンネルカット結晶９ａとして設計されたモノクロメータ９は、調整ユニット４６（大部分は見えない；後述の図７，図８，図９参照）を介してキャリッジ８に支持され、変位可能である。また、ここでは回転可能なアパーチャ１０ａを備えて設計された、変位可能なアパーチャシステム１０が、キャリッジ８上に配置されている。回転可能なアパーチャ１０ａを、モータ４７及びギヤ（図４ａ，４ｂでは見えない）を介して回転させることができる。

【0059】

また、Ｘ線光学アセンブリ３は、２つの細目ねじスピンドル４８，４９を有し、これを介して、キャリッジ８のための変位可能な端部ストッパが形成される（後述の図６参照）。

【0060】

図４ｃは、ビーム経路の高さ位置での図４ａ，４ｂのＸ線光学アセンブリ３の断面を示している。図示された基体４０のガイド４２におけるキャリッジ８の第２の移動位置において、Ｘ線ビーム（図示せず）は多層ミラー７で反射され（そして、平行化され）、その後、チャンネルカット結晶９ａを介してサンプル位置（図示せず）にさらに伝播し得る。この場合、回転可能なアパーチャ１０ａは、ビーム経路から外れている。

【0061】

図５は、駆動スピンドル４３の高さ位置での図４ａ、図４ｂのＸ線光学アセンブリ３の断面を示している。基体４０上で回転可能に固定されてガイドされるスピンドルナット５０が、駆動スピンドル４３のねじ（詳細は図示せず）上に載置されるため、駆動スピンドル４３が回転すると、スピンドルナット５０は駆動スピンドル軸に沿って（図５の上から下へ）移動する。

【0062】

スピンドルナット５０は、スピンドルナット５０の凹部内に突出するキャリヤ５１を介してガイドボルト５２に連結されており、ガイドボルトは、キャリッジ８内の対応するボアホール５７内をスライド方向ＳＲＦに沿ってキャリッジ８内で可動である。キャリヤ５１は、ガイドボルト５２に固定的に接続されており、ガイドボルト５２から横方向に突出している。ガイドボルト５２は、キャリッジ８内のボアホール５７内を、接触要素５３，５４に対して移動することができ、接触要素５３，５４は、同様に、ボアホール５７内をスライド方向ＳＲＦに可動である。接触要素５３，５４は、第１のばね要素５５，５６を介してキャリッジ８に支持されている（図１０ａから図１０ｃのキャリッジ８のクランプ機構については以下に詳述する）。

【0063】

図６は、Ｘ線光学アセンブリ３の側面図において、細目ねじスピンドル４８，４９によって基体４０及びキャリッジ８の変位可能な共通のストッパ（端部ストッパ）を示している。

【0064】

第１の細目ねじスピンドル（又は調整スクリュ）４８は、基体４０内に支持されており、その前端部４８ａが、キャリッジ８に形成されたストッパ要素６０（クロスハッチで示す）に当接することによって、図６の下方へのキャリッジ８の移動経路を画定する。細目ねじスピンドル４８をねじ込む又は取り出すことによって、基体４０に対するキャリッジ８の第２の移動位置を画定、又は変更することができる（したがって、モノクロメータの位置を調整することができる）。示されたキャリッジ８の移動位置において、ストッパ要素６０は、前端部４８ａにちょうど当接している。

【0065】

第２の細目ねじスピンドル（又は調整スクリュ）４９は、キャリッジ８に支持されている。第２の細目ねじスピンドルの前端部４９ａは、基体４０に形成されたストッパ要素６１（クロスハッチで示す）に当接することによって、図６の上方へのキャリッジ８の移動経路を画定する。細目ねじスピンドル４９をねじ込む又は取り出すことによって、基体４０に対するキャリッジ８の第１の移動位置を画定、又は変更することができる（したがって、回転可能なアパーチャの位置を調整することができる）。示されたキャリッジ８の移動位置において、ストッパ要素６１は、前端部４９ａから非常に離れたところにちょうど配置される。

【0066】

基体４０内の細目ねじスピンドル４８と、キャリッジ８内の細目ねじスピンドル４９の軸受により、Ｘ線光学アセンブリ３の同じ側（ここでは底部）に両方の端部ストッパ用の細目ねじスピンドル４８，４９を配置することが可能であり、これにより調整が容易になる。

【0067】

図６はまた、図５の切断面Ａを示している。

【0068】

図７は、モノクロメータ９が保持されている図４ａ、図４ｂの本発明によるＸ線光学アセンブリの調整ユニット４６の概略的な長手方向断面を示している。調整ユニット４６は、モノクロメータ９から調整ユニット４６のボール部７１への第１の接続部７０を含み、これにより調整ユニットが支持されている。また、ボール部７１から調整ユニット４６の調整要素７３の留め付けへつながる第２の接続部７２が設けられ、接続部７０，７２は、互いに対向して配置され、共通構成要素軸上のボール部７１の中点Ｍと同軸に延びている。接続部７０，７２及びボール部７１は、まとめて保持要素６９とも呼ばれる。調整要素７３は、ここでは、横方向に突出した調整レバー７３ａとして設計されている。ボール部７１、及び接続部７０，７２の大部分もまた、キャリッジ８のボアホール７８内に延びている。

【0069】

ボール部７１は、ここでは、斜めに形成され穿孔されたプラスチック円盤の形態の、互いに向き合う２つのジョイントソケット要素７４，７５の間に締め付けられている。下部ジョイントソケット要素７５は、ボアホール７８の下端でキャリッジ８に当接し、上部ジョイントソケット要素７４は、第２のばね要素７６、この場合、積み重ねられた複数の皿ばね７６ａによってボール部７１に押し付けられ、これによりボール部７１は実質的に遊びなしでジョイントソケット要素７４，７５の間に保持される。皿ばね７６ａは、ボアホール７８内に圧入された不動の固定スリーブ７７に支持されている。

【0070】

ボール部７１とジョイントソケット要素７４，７５とによって形成された、関節ジョイント７９、すなわちボールジョイント７９ａに起因して、原理的に、調整ユニット４６の手段で、ボール部７１の中点Ｍを通って延びる３つの直交軸ｘ，ｙ，ｚ（３つの自由度）に対して、モノクロメータ９を回転又は旋回させることができる。ただし、図７に示す設計では、図８の上面図及び図９の階段状の断面図（図７の切断面Ｂ参照）から明らかなように、１つの自由度、すなわちｚ軸周りの回転がブロックされる。

【0071】

ここではロックスリーブ８４ａとして設計されたガイド装置８４の互いに対向する平行なガイド部８２，８３が、調整レバー７３ａの互いに対向する平行な側面８０，８１に当接している。調整レバー７３ａ又は調整ユニット４６は、ガイド面ＦＥＢに平行に、すなわちガイド部８２，８３に沿ってｙ軸を中心に旋回することができ、ｙ軸はガイド面ＦＥＢに対して垂直に延びている。

【0072】

次にロックスリーブ８４ａは、ロックスリーブがｘ軸の周りを回転可能であるようにキャリッジ８に支持されている。これに対応して、調整レバー７３ａ又は調整ユニット４６は、全体として、ｘ軸を中心に旋回することができ、ｘ軸はガイド面ＦＥＢと平行に延びている。ｘ軸に隣接する（ｘ軸から離れた）、ｚ軸の方向に位置する側面８０，８１は、このようにしてガイド装置８４を運ぶ。

【0073】

ただし、ガイド部８２，８３を備えたガイド装置８４は、調整ユニット４６の、ｚ軸周りの旋回をブロックする。ガイド部８２，８３は、軸線から離れて（この場合、ｘ軸の方向に）位置している。

【0074】

さらに、断面が円形の第２の接続部７２は、ｚ軸方向に細長く、第２の接続部７２に両側で当接するロックスリーブ８４ａの長穴８５を突き抜けることを特記する。調整ユニット４６は、このようにして追加的にガイドされる。

【0075】

図７、図８、及び図８を参照すると、第１の調整機構９１及び第２の調整機構９２も示されている。

【0076】

特に図７に明瞭に示されている第１の調整機構９１は、ここでは引っ張りばね９５ａとして設計されている第３のばね要素９５を有し、この第３のばね要素９５は、延長スクリュ９９を介して、キャリッジ８上の変位可能な調整ストッパ９３、この場合、ねじスピンドル９３ａに対して調整レバー７３ａを引っ張る。調整レバー７３ａの下方の突出部分を、ねじスピンドル９３ａを変位させることによって、実質的にｘ軸に平行に移動させることができ、それによって調整ユニット４６をｙ軸の周りに回転させる。ねじスピンドル９３ａの下端部９４は、調整レバー７３ａの旋回時にねじスピンドル９３ａと調整レバー７３ａとの相互の滑りを容易にするために、ここでは球形の設計となっていることに留意されたい。

【0077】

特に図９に明瞭に示されている第２の調整機構９２は、ここでは引っ張りばね９６ａとして設計されている第３のばね要素９６を有し、この第３のばね要素９６は、延長スクリュ９９を介して、キャリッジ８上の変位可能な調整ストッパ９７、この場合ねじスピンドル９７ａに対して調整レバー７３ａを引っ張る。調整レバー７３ａの下方の突出部分を、ねじスピンドル９７ａを変位させることによって、実質的にｙ軸に平行に移動させることができ、それによって調整ユニット４６をｘ軸の周りに回転させる。ねじスピンドル９７ａの前端部９８は、調整レバー７３ａの旋回時にねじスピンドル９７ａと調整レバー７３ａとの相互の滑りを容易にするために、ここでは球形の設計となっていることに留意されたい。

【0078】

調整要素４６のためのガイド装置８４の別の実施形態は、図１１（長手方向断面図）、図１２（上面図）、及び図１３（階段状の断面図；図１１の面Ｂ参照）に示されており、これは、図７、図８、及び図９の図に大部分は対応しているので、ここでは重要な相違点のみを説明する。

【0079】

ガイド装置８４は、ここでは、キャリッジ８内で長穴１１０を備えた、回転可能に固定されたロックワッシャ８４ｂとして設計されている。長穴１１０は、ｚ軸に平行な方向に延びている。長穴１１０の互いに対向する平行な長手方向側面は、両側で調整ユニット４６の円筒状領域１１１に当接するガイド部８２，８３を形成する。円周方向の円筒状領域１１１（必要な円筒の外側表面部がこれに一体化されている）は製造が容易であるが、調整ユニット４６が、２つの十分に大きな円筒の外側表面部を有するガイド部８２，８３に当接するのに十分であることに留意されたい。円筒状領域１１１は、ここでは第２の接続部７２に形成されている。円筒状領域１１１の円筒軸ＺＡは、ｘ軸に対して同軸状に延びている。

【0080】

調整ユニット４６は、長穴１１１内において、ガイド面ＦＥＢに平行に、すなわち、ガイド部８２，８３に沿ってｙ軸の周りを旋回可能である。さらに、調整ユニット４６は、ｘ軸周りに、すなわち円筒軸ＺＡの周りを回転可能である。対照的に、ｚ軸回りの旋回は、調整ユニット４６がｚ軸から離れた位置（この場合、ｘ方向）にあるガイド部８２，８３に当接しているために、ブロックされる。

【0081】

ここで再び調整レバーとして設計された調整要素７３の作動を、図７、図８、及び図９に示すように、調整機構９１，９２を介して同様の方法で行うことができる。

【0082】

図１０ａから図１０ｃは、図４ａ，４ｂの本発明によるＸ線光学アセンブリのキャリッジ８を、端部ストッパ１００，１０１の間で基体に対して移動方向ＶＲＳに沿って移動させることができるクランプ機構を示している。端部ストッパ１００，１０１は、例えば、細目ねじスピンドル４８，４９を介して形成され、図１０ａから図１０ｃに単に概略的に示されていることに留意されたい。

【0083】

図１０ａは、最初は中央位置にあるキャリッジ８を示している。ガイドボルト５２は、キャリッジ８の移動方向ＶＲＳと平行に延びるスライド方向ＳＲＦに沿って、キャリッジ８のボアホール５７内で変位可能である。さらに、キャリッジ８に固定された端部要素１０２，１０３とスライド方向ＳＲＦに可動である接触要素５３，５４との間にクランプされた第１のばね要素５５，５６も、ボアホール５７内に配置されている。図示の中央位置では、接触要素５３，５４は軸線方向の両側からガイドボルト５２を軽く押圧し；第１のばね要素５５，５６は、実質的に完全に緩んだ位置にある。ガイドボルト５２は、図１０ａの下方に突出するキャリヤ５１を含み、これにより、駆動スピンドル（図示せず；図５参照）からガイドボルト５２に力が伝達されるか、又は、ガイドボルト５２をスライド方向ＳＲＦに移動させることができる。

【0084】

ここで、ガイドボルト５２が例えば駆動スピンドルによって右に移動されると、キャリッジ８は最初に単に移動方向ＶＲＳに沿って運ばれ、キャリッジ８への抵抗がない場合には、第１のばね要素５５，５６及び、キャリッジ８内のガイドボルト５２の位置は、キャリッジ８が最終的にちょうど端部ストッパ１０１（中間位置；図１０ｂ参照）に到達するまで実質的に変化しないままである。

【0085】

キャリッジ８の、端部ストッパ１０１への、遊びのない正確な位置決めを実現するために、ガイドボルト５２は、端部ストッパ１０１に到達した後に、さらに端部ストッパ１０１に向かって、短い距離を移動する；図１０ｃ（支え位置）のばねたわみＥＦを参照。ガイドボルト５２がキャリッジ８のボアホール５７内をスライド方向ＳＲＦに移動できるだけで、キャリッジ８は移動方向ＶＲＳに移動することはできない。ガイドボルト５２は接触要素５４を右に押し、右側の第１のばね要素５６はその弾性力に抗して圧縮される。キャリッジ８は、第１のばね要素５６の弾性力に応じて、端部要素１０３を介して端部ストッパ１０１に押し付けられる。弾性力（又は押圧力）は、第１のばね要素５６のばね定数の関数であり、また、ばねたわみＥＦに略比例する。

【0086】

ばねたわみＥＦが、例えば駆動スピンドルの遊びのために厳密には再現可能でない場合、これは、キャリッジ８を端部ストッパ１０１に押し付ける押圧力をわずかだけ変化させ、端部ストッパ１０１に対するキャリッジ８の遊びのない接触は依然として維持される。（変位可能な端部ストッパの場合）端部ストッパ１０１の位置の微調整によるばねたわみＥＦのわずかな変化も、端部ストッパ１０１上のキャリッジの遊びのない保持に影響を与えない。

【0087】

図示された実施形態における接触要素５３，５４は、特に、ガイドボルト５２に接する横ボルト１０４（「ロック要素」５３，５４）を使用して、長穴１０５によってキャリッジ８内の移動経路に画定されていることに留意されたい。接触要素５３は、ばねたわみＥＦのごく一部（典型的には２０％未満）がガイドボルト５２によって横切られると、ガイドボルト側のロックストッパによりガイドボルト５２と接触しなくなる。このようにして、ガイドボルト５２が移動するときのばね要素５５，５６の影響の打ち消しあいが大幅に防がれる。

【0088】

ばねたわみＥＦは、一般に、長穴１０５のために利用可能なばねストロークＦＨの約半分であるような近似として（例えば、駆動スピンドルを制御することによって）選択又は計画されて、ばねたわみＥＦの（実際の）設定において好ましくは大きな公差を提供する。ばねストロークＦＨ及びばねたわみＥＦは、好ましくは、端部位置（端部ストッパ１００，１０１）のキャリッジ８が±１．５ｍｍまで変位するが依然としてキャリッジ８への十分な押圧力で作用するように設計され；この目的のために、例えばばねストロークＦＨを少なくとも４．０ｍｍとすることができ、ばねたわみＥＦを少なくとも２．０ｍｍに選択することができる。

【0089】

図１４ａ（長手方向断面図）及び図１４ｂ（上面図）は、下端部でモノクロメータ９を保持する調整ユニット４６の関節ジョイント７９の別の設計を示している。この関節ジョイント７９において、保持要素１４１は、ジョイントピン１４３のボアホール１４２内に固定保持されている。ジョイントピン１４３は、球形の丸い端部１４４，１４５を有し、２つの円盤リング１４６，１４７の間で接触して保持（クランプ）され、２つの円盤リング１４６，１４７は、キャリッジ（図示せず）に留め付けられる。それらの、ジョイントピン１４３に面する側では、円盤リング１４６，１４７の各々は、円弧断面を有する円周切欠き１４８を有する。

【0090】

したがって、調整ユニット４６は、保持要素１４１の軸線に沿って延びるｘ軸の周り、及びジョイントピン１４３の軸線に沿って延びるｙ軸の周りでも回転することができる。ただし、ｚ軸（図の平面に垂直で、ジョイントピン１４３の中心ＺＥを通る）の周りの旋回はブロックされる。

【0091】

保持要素１４１の上端には、調整レバー（図示せず）などの調整要素を留め付けることができる。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14a】

【図14b】