[发明专利]X射线波导

说明书

技术领域

本发明涉及X射线波导，尤其是要用于例如X射线分析技术、X射线成像技术或X射线曝光技术中的X射线光学系统中的X射线波导。

背景技术

当处理具有几十纳米或更短的短波长的电磁波时，任何这样的电磁波在不同材料之间的折射率差极小，具体是，10^-4以下，并且例如，全反射的临界角变得极小。考虑上述情况，通常使用大型空间光学系统用于控制包括X射线的这样的电磁波。在形成该空间光学系统的主要部件中，有通过交替层叠具有不同折射率的材料而获得的多层反射镜，并且该多层反射镜起到多种作用，比如波束成形、斑点尺寸转换、以及波长选择。

与这样的空间光学系统相比，主流的常规X射线波导（如多毛细管(polycapillary)）通过把X射线约束在其中而传播X射线。近来已经研究了通过把X射线约束在薄膜或多层膜中而传播X射线以减小光学系统的尺寸并改善光学系统的性能的X射线波导。

具体是，已经研究了例如每个都被形成为使得通过全反射将X射线约束在二维方向上的多个X射线波导，这些X射线波导被放置为彼此相邻（参见NPL1），以及还研究了其形状使得将波导层插入在两层一维周期结构之间的薄膜波导（参见NPL2）。

引用列表

非专利文献

NPL1:Journal Of Applied Physics,第101期，第054306页(2007)

NPL2:Physical Review B,第67卷,第23期，第233303页(2003)

发明内容

技术问题

然而，在NPL1中，因为每个包层由具有大的电子密度的材料形成以通过全反射把X射线约束在形成周期结构的各个基础波导中，所以X射线的传播损耗增大。另外，因为对用于包层中的材料的类型的选择性较小，且大部分材料是容易氧化的材料，所以存在诸如波导的氧化退化等问题。另外，通过半导体工艺制造基于任何这样的材料的结构的步骤需要时间和劳动力。另外，通过相应多个基础波导的布置是一维布置，而X射线被约束在二维方向上，因此通过该布置对传播X射线的控制限于一维控制。

另外，NPL2已经提出了通过在设置为包层的多层膜处的布拉格反射而把X射线约束在芯中的X射线波导。然而，多层膜由Ni和C形成，并且这样的材料的足够数量的层的层叠需要极长的时间和劳动力。另外，因为使用较大程度地吸收X射线的金属材料，所以多层膜中的X射线的吸收损耗增大。另外，存在由于氧化导致的波导退化的问题。如在NPL1的情况中那样，以多层膜的布置对X射线的控制限于一维控制。

考虑如上所述的这些常规问题做出本发明，本发明的目的为提供这样的X射线波导：该X射线波导示出X射线的低传播损耗，并具有相位受控的波导模式。

在本发明的一方面，提供一种X射线波导，包括：芯，用于引导在使材料的折射率实部小于等于1的波长带中的X射线；以及包层，用于将X射线约束在芯中，其中：芯和包层被形成为使得X射线是通过在芯与包层之间的界面处的全反射而被约束在芯中的并因此引导X射线；芯具有周期结构，在周期结构中在垂直于波引导方向的二维方向上周期性地布置具有不同折射率实部的多种材料；以及X射线波导的波导模式使得在垂直于芯中的X射线的波引导方向的方向上X射线的电场强度分布与磁场强度分布中的一个强度分布的波腹与波节之一的数量与周期结构的周期数量相一致。

在下文描述的实施例中说明了本发明的任何其它方面。

发明的有益效果

根据本发明，可以提供这样的X射线波导：该X射线波导示出X射线的低传播损耗；并且可以形成相位受控的单个波导模式(single waveguide mode)。

根据参考附图对示例实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1A是示出了本发明的X射线波导中的周期共振波导模式的电场强度分布的实施例的示意图。

图1B是示出了本发明的X射线波导中的周期共振波导模式的电场强度分布的实施例的示意图。

图2是示出周期结构的约束方向上的周期d的图。

图3是示出电场强度分布的图。

图4是示出本发明的示例1的X射线波导的示意图。

图5是示出本发明的示例5的X射线波导的示意图。

具体实施方式

下文将详细描述本发明。