JPS61138150A - 時間分解シヤドウグラフ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発生時間を精密にコントロールされた超短Ｘ
線パルスで試料等を照射し、光励起または電圧励起され
た試料の動的変化を時間分解シャドウグラフ法で観測す
る時間分解シャドウグラフ装置に関する。

（従来の技術） 従来の時間分解シャドウグラフ装置を第３図を参照して
説明する。

従来の時間分解シャドウグラフ装置に用いられるＸ線管
２０は−、ヒータ１８．電子発生用カソード１７、制御
グリッド１６．電子レンズ１５をもち、Ｘ線発生用のタ
ーゲット１４をベリリウム（Ｂｅ）窓１３付の真空容器
１９に封入したものである。

このＸ線管２０の制御グリッド１６にコントロール用の
パルスを印加し、カソード１７からのパルス状の電子流
を発生し、ターゲット１４に当てることにより短いＸ線
パルス８を作る。

この短いＸ線パルス８を試料９に当て、その透過像また
は透過回折像を記録装置１０で記録する。

（発明の解決しようとする問題点） 前記従来の装置においては、Ｘ線パルスを発生させるた
めの電子ビームパルスを作るのに、制御グリ・ノドにパ
ルス電圧を印加するという従来の通常のＸ線発生管を使
用しているから、そのパルス幅は、高々１ｎｓｅｃ程度
までしか短くできないという問題がある。

本発明の目的は、Ｘ線パルス源として、光電面をレーザ
光等により励起し、発生した電子ビームをターゲットに
衝突させてＸ線を発生させるという新規なＸ線パルス発
生管を用いることにより、前記問題を解決したＸ線シャ
ドウグラフ装置を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明によるＸ線シャドウグ
ラフ装置は、極めて短い光パルスを発生する光源装置と
、光電面、前記光電面の発生した電子に衝突されてＸ線
パルスを発生するＸ線ターゲットをもつＸ線発注管と、
前記光パルスを前記Ｘ線発生管の光電面に接続する光接
続手段と、前記Ｘ線パルスに照射される位置に配置され
ている試料と、前記試料のＸ線透過像を記録する像記録
装置と、前記光パルス発生に同期して前記試料を励起す
る試料励起手段とから構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は本発明によるＸ線シャドウグラフ装置の第１の
実施例を示すブロック図である。

この実施例は試料を光で励起し、励起後極めて短い一定
時間後の試料のシャドウグラフを得るものである。

レーザ装置１で発生したピコ秒レーザパルス２の一部は
ハーフミラ−３で一部、分離され半導体等の試料９を直
接励起する。資料９には、いわゆるレーザアニーリング
に伴う結晶性、相転位が誘起される。

ハーフミラ−３を透過した光パルスは光遅延路４で所要
時間遅延させられる。

遅延させられた光パルスは、反射鏡５ａ、５ｂで反射さ
れ、エキスパンダーレンズ６でビーム径を拡大され、Ｘ
線パルス発生管７に入射させられる。

Ｘ線パルス発生管７は光電面７ａ、光電面７ａの発生し
た電子を集束する集束電極７ｂおよびＸ線ターゲット７
Ｃを持っている。

前記光パルスに励起されて光電面７ａが発生した電子ビ
ームによりターゲット７Ｃから発生したＸ線により試料
９が照射される。試料９のシャドウグラフは像記録装置
１０により記録される。

像記録装置１０としてＸ線像増強管、Ｘ線カメラ、Ｘ線
乾板等を使用する。

レーザパルスで誘起された試料の構造変化は、超短時間
のＸ線パルスでサンプリングされ、透過像または透過回
折像が記録される。

第２図は本発明によるＸ線シャドウグラフ装置の第２の
実施例を示すブロック図である。

この実施例は試料を電圧で励起し、励起後極めて短い一
定時間後の試料のシャドウグラフを得るものである。

試料に与えられる電圧による刺激に対応して発生した試
料の変化の透過像または透過回折像を超短時間サンプリ
ングして記録することができる。

トリガ１１により発生する電圧パルスは圧電材料の試料
９に印加される。

トリガ１１により発生する電圧パルスは遅延回路１２に
より遅延され、レーザ装置１を起動して光パルス２を発
生させる。

この光パルスは反射鏡５ａ、５ｂで反射され、エキスパ
ンダーレンズ６でビーム径を拡大され、Ｘ線パルス発生
管７に入射させられる。

これにより先に電圧で励起された試料９が前記Ｘ線パル
ス発生管７の発生するＸ線により照射され、試料のＸ線
シャドウグラフが記録装置１０により記録される。

（変形例） 以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲内で種々
の変形を施すことができる。

試料の励起について光の励起の例として半導体、電圧に
よる励起の例として圧電材料を示した。

さらに、光の励起により、高分子材料、金属、結晶等の
変化を調べることができる。また、電圧励起により電圧
材料等の変化を調べることができる。

また、本発明によれば、他の刺激、例えば機械的刺激や
熱的な刺激、による試料の変化のシャドウグラフも同様
に得ることができる。

また前記各実施例は一つのＸ線パルスによるシャドウグ
ラフの記録の例を示したが、必要なら複数のＸ線パルス
による記録ももちろん可能である。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明によれば、Ｘ線パル
ス発生管をピコ秒レーザパルスで照射することにより、
試料の構造変化等の任意の時間経過時点での様子が１０
ｐｓｅｃ以下の短時間サンプリングで記録できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による時間分解シャドウグラフ装置の第
１の実施例を示すブロック図である。 第２図は本発明による時間分解シャドウグラフ装置の第
２の実施例を示すブロック図である。 第３図は従来のシャドウグラフ装置を示すブロック図で
ある。 １・・・レーザ装置　　　２・・・ピコ秒レーザパルス
３・・・ハーフミラ−４・・・光遅延路５ａ、５ｂ・・
・反射ミラー ６・・・エキスパンダーレンズ ７・・・超短Ｘ線パルス発生管 ８・・・Ｘ線　　　　　　９・・・試料１０・・・記録
装置　　　１１・・・トリガＩ２・・・遅延回路　　　
１３・・・ベリリウム窓１４・・・ターゲット　　１５
・・・電子レンズ１６・・・制御グリッド　１７・・・
カソード１８・・・ヒータ　　　　１９・・・真空容器
２０・・・Ｘ線管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）極めて短い光パルスを発生する光源装置と、光電
   面、前記光電面の発生した電子に衝突されてＸ線パルス
   を発生するＸ線ターゲットをもつＸ線発生管と、前記光
   パルスを前記Ｘ線発生管の光電面に接続する光接続手段
   と、前記Ｘ線パルスに照射される位置に配置されている
   試料と、前記試料のＸ線透過像を記録する像記録装置と
   、前記光パルス発生に同期して前記試料を励起する試料
   励起手段とから構成した時間分解シャドウグラフ装置。
2. （２）前記試料励起手段は前記光源装置の光パルスの一
   部を光分割器により取り出し前記試料を光で励起する励
   起手段である特許請求の範囲第１項記載の時間分解シャ
   ドウグラフ装置。
3. （３）前記光接続手段は、前記光で励起された試料の一
   定時間経過後の透過像を撮像するために、Ｘ線発生管の
   励起光を遅延させる光遅延路を有する特許請求の範囲第
   ２項記載の時間分解シャドウグラフ装置。
4. （４）前記試料励起手段は前記光源装置の光パルスの発
   生に同期して試料を刺激する電圧を発生する電圧励起手
   段である特許請求の範囲第１項記載の時間分解シャドウ
   グラフ装置。
5. （５）前記光源装置の光パルスの発生時点はトリガ信号
   から一定時間遅延して発生させられ、前記電圧励起手段
   は前記Ｘ線の発生時点より前に試料を励起する特許請求
   の範囲第４項記載の時間分解シャドウグラフ装置。