光子計数ピクセル検出器で実現するG2格子不要のX線タルボ干渉計
Publicly Offered Research
| Project Area | Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector |
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| Project/Area Number |
16H00949
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
林田 清 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (30222227)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | X線ピクセル検出器 / CMOSピクセル検出器 / X線干渉計 / X線位相コントラスト撮像 / X線天文学 / Ｘ線イメージング / Ｘ線検出器 / Ｘ線ピクセル検出器 / CMOS検出器 / 位置分解能 / タルボ干渉計 / Ｘ線位相コントラスト / X線検出器 / SOI検出器 / 光子計数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初、本研究は、生体をはじめとする軽元素試料の微細構造を非破壊で撮影する、X線位相コントラストイメージングの一手法、X線タルボ干渉計の性能向上を目的にしていた。X線検出器としてSOIピクセル検出器を用いて、X線光子ごとのエネルギー計測を高い位置分解能で実施、従来使用されてきたG2格子を不要にし、かつ、SN比を向上させることをねらった。しかし、同じシステムが、X線天体の超高解像度の撮像にも応用できることを見出し、多重像X線干渉計という新たな原理の観測装置の発明につながった。この原理提案が、本研究の最大の成果のひとつである。
この原理の実証実験は、当初、SOIピクセル検出器を使用してはじめ、4.5倍の拡大撮影でX線干渉縞の検出に成功した。しかし、ピクセルサイズ30ミクロンでは、平行光の等倍撮影はできない。この段階で、我々は、可視光用の微小ピクセルサイズ(4.25ミクロン）CMOSピクセル検出器に着目、これをX線検出に流用することを試した。結果として、常温大気中で230eV程度のエネルギー分解能でX線検出できることがわかり、最終的には、放射光施設の実験で、平行光に対してサブ秒角の角度分解能でX線像を検出することに成功した。これは、従来のX線反射鏡を使った観測装置の性能を、はるかに簡単な構成で実現できることを示したばかりでなく、将来的には反射鏡では見通しのない、0.01秒角の性能を実現できる道をきりひらいたことになる。
さらに、従来のX線ピクセル検出器が-100度程度に冷却する必要があり、一部の専門家しか使用することは難しかったことに対して、可視光用CMOSピクセル検出器にX線検出の実証は、研究用途にとどまらず、社会的、工業的にもきわめて広い応用範囲が期待される。
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| Research Progress Status |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(63 results)
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[Journal Article] Sub-arcsecond imaging with multi-image x-ray interferometer module (MIXIM) for very small satellite2018
Author(s)
Hayashida, K., Kawabata, T., Hanasaka, T., Asakura, K., Yoneyama, T., Okazaki, K., Ide, S., Matsumoto, H., Nakajima, H., Awaki, H., Tsunemi, H.
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Journal Title
Proceedings of the SPIE
Volume: 10699
Pages: 29-29
DOI
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[Journal Article] Soft x-ray imager (SXI) onboard ASTRO-H2016
Author(s)
Tsunemi, Hiroshi; Hayashida, Kiyoshi; Tsuru, Takeshi Go; Dotani, Tadayasu; Nakajima, Hiroshi; Anabuki, Naohisa; Nagino, Ryo; Tanaka, Takaaki; Uchida, Hiroyuki; Ozaki, Masanobu; Natsukari, Chikara; Tomida, Hiroshi; Ueda, Shutaro; Iwai, Masachika; Nobukawa, Masayoshi; Hiraga, Junko S. et al.
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Journal Title
Proceedings of the SPIE
Volume: Volume 9905
Pages: 11-11
DOI
Related Report
Int'l Joint Research
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[Journal Article] Hard x-ray imaging polarimeter for PolariS2016
Author(s)
K. Hayashida, J. Kim, M. Sadamoto, K. Yoshinaga, S. Gunji, T. Mihara, Y. Kishimoto, H. Kubo, T. Mizuno, H. Takahashi, T. Dotani, D. Yonetoku, T. Nakamori, T. Yoneyama, Y. Ikeyama, F. Kamitsukasa
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Journal Title
Proc. SPIE
Volume: 9905
Pages: 99051A-99051A
DOI
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