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Development of a low noise near infrared image sensor with 15um pixels for wide field astronomical observation

Research Project

Project/Area Number 17H01117
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Astronomy
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

Nakaya Hidehiko  国立天文台, 先端技術センター, 助教 (70450179)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 永山 貴宏  鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (00533275)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥44,590,000 (Direct Cost: ¥34,300,000、Indirect Cost: ¥10,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
Fiscal Year 2018: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Fiscal Year 2017: ¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Keywords近赤外線検出器 / 光赤外線天文学
Outline of Final Research Achievements

We have successfully developed a large format and low noise near infrared image sensor manufactured by a domestic company, which is required to build a near infrared wide field mosaic camera to study first stars and galaxies.
Although the readout noise of the sensor developed before with the same pixel size (15um) as the one of optical CCD sensors was higher than our requirement, we achieved the readout noise of 5e- this time, which was the goal of our development. Since we removed the image latency problem, the dark current less than 0.1e-/s/pix was achieved with also the large format sensor. The sensor assembled on a newly developed 3-side buttable package enables us to build the near infrared wide field mosaic camera in future.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

初期宇宙の星や銀河の観測は、これまでシリコン半導体を用いた可視光広視野カメラによって広域探査されてきた。より古い遠方の天体を探査するためには、化合物半導体を用いた近赤外線センサーを用いる必要があるが、米国一社によるものしかなく高価で入手が難しいことなどから、8mクラス望遠鏡には近赤外線広視野カメラは存在しない。
本研究により開発した近赤外線イメージセンサーは、上記の科学目的を達成する近赤外線広視野モザイクカメラに必要な仕様を満たしながら、より安価な材料を用いて国産により調達が可能である。このセンサーを用いることにより、将来的に、現実的な予算で近赤外線広視野カメラを実現することが可能となった。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 2017

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 低ノイズ・大面積・バッタブル・国産InGaAs近赤外線イメージセンサーの開発2020

    • Author(s)
      中屋秀彦、小宮山裕、吉田道利、川野元聡、藤井泰範、柏川伸成、川端弘治、永山貴宏、長田哲也
    • Organizer
      日本天文学会2020年春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] InGaAs近赤外線イメージセンサーの低ノイズ化と検証用エレクトロニクス2019

    • Author(s)
      中屋秀彦、小宮山裕、吉田道利、柏川伸成、内田智久、川端弘治、永山貴宏
    • Organizer
      日本天文学会2019年春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 国産1.3k×1.3k InGaAs赤外線検出器の鹿児島大学1m望遠鏡での試験観測2019

    • Author(s)
      永山貴宏、出崎一成、須藤順平、川本莉奈、中屋秀彦、川端弘治
    • Organizer
      日本天文学会2019年春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 国産の天文観測用大面積InGaAs近赤外線イメージセンサーの試作2017

    • Author(s)
      中屋秀彦、小宮山裕、柏川伸成、吉田道利、内田智久、永山貴宏、森裕樹、松場祐樹、川端弘治
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 1.3k×1.3k InGaAs赤外線検出器の広島大学観測環境下における性能評価2017

    • Author(s)
      森裕樹、川端弘治、松場祐樹、中屋秀彦、吉田道利、伊藤亮介、内田智久、永山貴宏
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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