Фокусирующий спектрометр ультрамягкого рентгеновского излучения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ ОРСК МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >991272

Сотоэ Советскик

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 02.03.81 (2l ) 3254834/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.01.83 (51)NL. Кл.

G01 и 23/20

f0c7AIIPcIIIIrNIIbIII камитет (5З) ) ЙК621.386 (088.8) Ilo делам взебретенкй н открытий

А. И. Козленков, А. В. Руднев, B. Г. Бо яанов Казаков

4(.,> Р

) с -) .- .7У:

Ленинградское научно-производственное объ диненйе : "

В (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

"Буревестник (54) ФОКУСИРУ10ШИЙ СПЕКТРОМЕТР УЛЬТРАМЯГКОГО

РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к аппаратуре для рентгеноспектрального анализа, в частности к рентгенооптической схеме фокусируюшего спектрометра ультрамяг кого рентгеновского излучения, и может быть использовано в рентгеновских микро 5 анализаторах для проведения локальных рентгеноспектральных исследований в области материаловедения, микроэлектроники и в других областях науки и техники. то

Известно устройство для определения эффективности отражения рентгеновских лучей и характеристик рассеяния оптичес. кой поверхностью, содержащее источник рентеновского излучения, коллиматор, входную шель, кристалл-монохроматор, выходную щель и два детектора излучения, между которыми установлен исследуемый отражатель.

При исследовании характеристик от 2О ражателя первый детектор может быть выведен из пучка и тогда излучение попадает на отраженную поверхность иссле дуемого образна. Интенсивность отражен2 ного или рассеянного излучения измеряется с помошью второго детектора, расположенного за приемной шелью. Второй детектор, приемная mern и образец снабжены средствами для врашения вокруг оси, расположенной в плоскости обраэда, что позволяет изменять угол падения излучения на образец и направление, в котором измеряется отраженное или рассеянное излучение Р 1) .

Известно устройство для измерения аномального отражения рентгеновских лучей, которое содержит источник рентгеновских лучей, коллимируюшую систему, плоское зеркало полного внешнего отражения, установленное между входной шелью и диспергируюшим элементом, выходную шель и детектор 2) .

Наиболее близким к предлагаемому является фокусируюший спектрометр ульультрамягкого рентгеновского, излучения, соцеркаший,микрофокусный." источник излучения, зеркало полного внешнего отра, жения, последовательно установленные

3 9912 на фокусирующей окружности диспергируюший элемент и выходная щель и детектор излучения 3) .

Недостатки известного устройства связаны с вынесением фокуса источника излучения за круг фокусировки и с установкой перед входной щелью спектрометра вогнутого зеркала, которое неизбежно вносит аберрации. Кроме того, такое размещение зеркала увеличивает расстоя- 10 ние от источника излучения до,выходной щели, что приводит к потере светосилы.

Целью изобретения является повыше- . ние чувствительности анализа благодаря увеличению светосилы спектрометра. I5

Поставленная цель достигается тем, что. в фокусирующем спектрометре ультрамягкого рентгеновского излучения . содержащем микрофокусный источник излучения, зеркало полного внешнего отражения, 20 последовательно установленк яе на фокусирующей окружности диспергируюший элемент и выходная щель и детектор излучения, микрофокусный источник излучения установлен на фокуспруюшей ок- 25 ружности, а между ним и диспергирующим элементом или диспергирующим элементом и выходной щелью установлено внутри фокусируюшей окружности зеркало полного вненпнего отражения, выполненное 50 плоским.

На чертеже показана рентгеновская схема предлагаемого спектрометра.

Рентгеновская схема фокусируюшего спектрометра содержит микрофокусный исто щик 1 излучения и вогнутую дифракнионную решетку 2, размещенные на круге фокусировки, зеркало 3 полного внешнего отражения с плоской отражающей поверхностью, установленное внутри круга фокусировки под углом Р относительно направления падающего на него ди1 фрагированного решеткой 2 излучения, выходну1О щель 4 и детекгор 5 рентгеНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. 45

Излучение от источника 1 падает на вогнутую решетку 2 под угломсА . При отсутствии зеркала 3 излучение различных порядков дифракпии с длинами волн, кратными определенной длине волны, соответствующей при заданном угле падения

С .углу дифракпии, фокусируется в точке А на круге фокусировки. Зеркало 3 переносит изображение точки А в точку

Aj. При этом подавляются коротковолно вые составляющие дифрагированного иэ72 4 лучения. Граница фильтрапии зависит от отражательных свойств поверхности, которые определяются материалом покрытия и углом падения . Выходная щель

4 установлена в точке А4, Таким образом, в детектор 5 попадает излучение определенной длины волны, свободное от

BbIcIIIHx IIop дков дифракции (коротковолновых составляющих). Сканирование по спектру может осуществляться благодаря изменению угла падения с одновременным изменением расстояния между источником 1 излучения и дифракпионной решеткой 2.

Использование в спектрометре предложенного технического 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 самым пОвысить чувствительпОсть анализа. Кроме того, такая рентгенооптическая схема приводит к существенному уменьшению габаритов спектрометра.

Формула изобретения

Фокусирующий спектрометр ультрамягкого рентгеновского излучения, содержащий микрофокусный источник излу;ения, зеркало полного внешнего страже;* я, последовательно установленные на фокусирующей окружности диспергирующий элемент и выходная щель и детектор излучения, отличающийся тем, что, с целью гювышения чувствительности анализа, микрофокусный источник излучения установлен на фокусирующей окружности, а между ним и диспергирующим элементом или диспергируюшнм элементом и выходной шелью установлено внутри фокуснручошей Окружности зеpl; IIО полного внешнего отражения, выполненное плоским.

ИстОчники инфо )мании, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3702933, кл. 250 -51,5, опублик. 1972.

2. Киселева К. В., Турьянский A. Г.

Исследование природы аномального отражения рентгеновских лучей. -. ФИАН, 1979, препринт Ио 34, с. 3 - 6.

3. Козленков А. И. и др. Спектрометр с дифракдионной решеткой для анализа ,легких элементов в микрозондовых приборах. - ПТЭ, 1976, И 5, с. 261-264 (прототип) .

991272

Д

Составитель Е. Сицахин

Редактор И. Николайчук Техред: А.Ач Корректор Г. Огар

Заказ 121/60 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4