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超微弱画像高速検出用超高感度固体素子の実用化研究

Research Project

Project/Area Number 07554005
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section試験
Research Field 素粒子・核・宇宙線
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

丹羽 公雄  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60113445)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 晃永  浜松ホトニクス株式会社, 固体事業部開発部, 主任研究員
中村 光廣  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90183889)
Project Period (FY) 1995 – 1997
Project Status Completed (Fiscal Year 1996)
Budget Amount *help
¥17,800,000 (Direct Cost: ¥17,800,000)
Fiscal Year 1996: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥7,800,000)
Fiscal Year 1995: ¥10,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000)
Keywordsアバランシェホトダイオード / シンチレーションファイバー / トラッキングディテクター / 放射線
Research Abstract

本研究では、光子を一個二個と数えることができるような微弱な映像を高速にとらえるための固体素子システムの実用化を試み、ほぼ実用のレベルまで到達することができた。
開発の対象とした素子は半導体中での光電子の電子雪崩増幅を利用したアバランシェフォトダイオード(APD)のアレーである。従来のAPDはその構造上、可視光特に青色の光に対して感度が悪かったが、受光部を最表面に持ってくる構造を採用する事によって量子感度で50%を越える感度を持たせることが可能となった。また可視光域を重点対象とした事により受光部を薄くすることが可能になり、電子雪崩を起こさせる高電場領域を置く位置に幅がでて、検出器の容量を小さく保ちつつなおかつバックグラウンドとなる暗電流を減少させる事にも成功し、常温近い温度での低雑音動作が可能となった。
信号の読みだしのためにはアレーサイズのコンパクトな低雑音プリアンプが必要であるが、32チャンネルのプリアンプを1チップに搭載した並列-直列変換読みだし方式のチップの開発を行い、アンプの雑音にして1光電子相当レベル(APDゲイン500倍)の実用的な物とすることができた。またこれらを用いて我々が開発済みであった多層シンチレーティングファイバー放射線検出器の読みだしシステムを構築し、最小電離粒子の信号を信号対雑音比20という高性能で検出できることを実証する事ができた。

Report

(2 results)
  • 1996 Annual Research Report
  • 1995 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All Other

All Publications (1 results)

  • [Publications] Kimijo NJWA: "An APD linear array for scintillating fiber tracker read-out." Nuclear Instruments and Methods in Phsysics Research. A383. 81-88 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report

URL: 

Published: 1995-04-01   Modified: 2016-09-16  

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