[发明专利]用于X射线分析器的光轴调整方法和X射线分析器

说明书

技术领域

本发明涉及X射线分析器，其通过利用由X射线源发射的X射线照射样本并且使用X射线检测器检测由样本响应于X射线照射而释放的X射线来执行测量。本发明也涉及X射线分析器所使用的光轴调整方法。

背景技术

X射线分析器的X射线源是由通过诸如灯丝（filament）之类的阴极发射的电子与对阴极碰撞的区域组成的X射线焦点。X射线检测器是不具有根据位置检测X射线强度（即，X射线强度位置分辨）的功能的零维X射线检测器、能够进行在线性区域之内的位置分辨的一维X射线检测器、能够进行在平面区域中的位置分辨的二维X射线检测器等等。

零维X射线检测器例如是使用比例计数器（PC）的X射线检测器、使用闪烁计数器（SC）的X射线检测器等等。一维X射线检测器例如是使用位置敏感的比例计数器（PSPC）或者一维电荷耦合器件（CCD）传感器的X射线检测器，或者是使用多个一维排列的光子计数像素的X射线检测器等等。二维X射线检测器例如是使用二维电荷耦合器件（CCD）传感器的X射线检测器、使用多个二维排列的光子计数像素的X射线检测器等等。

当使用上文描述的X射线分析器来执行测量时，从X射线源到达X射线检测器的X射线的中心线（即，X射线的光轴）必须被设置在固定的合适的条件处。将X射线的光轴设置到固定的条件的过程通常被称为调整光轴。

例如通过顺序地执行诸如2θ调整和θ调整之类的调整来调整光轴。以下将使用固定样本的X射线分析器作为示例来描述这些各种类型的调整。

（I）固定样本的X射线分析器

首先，将描述固定样本的X射线分析器。在图14A中，固定样本的X射线分析器51包括组成用于发射X射线的X射线源的X射线焦点F、用于以固定状态支承样本S的样本台52、以及用于检测由样本S发出的X射线的零维X射线检测器53。X射线焦点F是在穿过图14A的表面的方向（下文中称为“图纸表面贯穿方向”）上延伸的行聚焦（line focus）的X射线焦点。X射线焦点F也可以是点聚焦的X射线焦点。在X射线焦点F和样本台52之间提供入射侧狭缝54。入射侧狭缝54的狭缝槽在图14A中的图纸表面贯穿方向上延伸。样本台52支承样本S，使得样本S在图纸表面贯穿方向上延伸。

X射线焦点F和入射侧狭缝54被入射侧臂55支承。入射侧臂55环绕在图纸表面贯穿方向上延伸通过样本S的表面的样本轴X0旋转，如箭头θs所示出的那样。该旋转移动可以被称为θs旋转，并且，用于实现这样的θs旋转的操作系统可以被称为θs轴。使用包括诸如脉冲电动机之类的可控制旋转速度的电动机的致动系统作为动力源来实现θs旋转。

在样本台52和零维X射线检测器53之间提供接收侧狭缝56。接收侧狭缝56的狭缝槽在图14A中的图纸表面贯穿方向上延伸。接收侧狭缝56和X射线检测器53被接收侧臂57支承。接收侧臂57与入射侧臂55独立地环绕样本轴X0旋转，如箭头θd所示出的那样。该旋转移动可以被称为θd旋转，并且，用于实现这样的θd旋转的操作系统可以被称为θd轴。使用包括诸如脉冲电动机之类的可控制旋转速度的电动机的致动系统作为发动动力源来实现θd旋转。

当使用X射线分析器51来对例如粉末样本S执行X射线衍射测量时，通过入射侧臂55使X射线焦点F和入射侧狭缝54以预定的角速度连续地或者逐步地进行θs旋转，而同时地，通过接收侧臂57使接收侧狭缝56和X射线检测器53沿相反的方向以相同的角速度连续地或者逐步地进行θd旋转，如图14B中示出的那样。

由“θ”表示通过从θs旋转的X射线焦点F入射到样本S上的X射线的中心线R1关于样本S的表面形成的角度。换言之，由“θ”表示入射到样本S上的X射线的入射角。X射线的中心线被标记为R1，但是，在以下描述中，入射到样本S上的X射线可以被称为入射X射线R1。X射线焦点F的θs旋转可以被称为“θ旋转”。

当入射到样本S上的X射线符合关于样本S的晶格平面的特定衍射条件时，X射线被样本S衍射（即，由样本S发出衍射的X射线）。通过衍射的X射线的中心线R2关于样本S的表面形成的角度总是等于X射线入射角θ。因此，通过衍射的X射线关于入射X射线R1形成的角度是X射线入射角θ的两倍。由“2θ”表示通过衍射的X射线R2关于入射X射线R1形成的角度。