2021 Fiscal Year Annual Research Report
Time-domain optical astronomy with photon counting technique
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20H01940
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
中森 健之 山形大学, 理学部, 教授 (30531876)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 時間領域天文学 / 中性子星 / 巨大電波パルス / MPPC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コロナ禍の行動制限と大学院生の修了に伴う学生の入れ替わり、そして半導体流通不足に影響を受けたが、以下のように着実に成果を積み重ねることができた。
前年度に開発した16画素＋FPGAシステムを、望遠鏡に搭載して観測できる治具とソフトウェア群を整備した。特に、合焦と導入に不可欠なモザイク撮像システムをFPGA系に対応させた。また、FPGA回路にパルスを数え落とすバグがあることがわかり、HDLのロジックを見直し修正を施した。
この16画素+FPGAシステムをかなた望遠鏡に搭載し、Crabパルサーの観測を行った。1秒間の露光で有意なパルス信号を検出し、動作実証ができた。また飯舘電波望遠鏡と同時観測も実施でき、絶対時刻の精度の評価を慎重に進めているとともに、巨大電波パルスの観点でも同時観測データの解析を進めている。
一方で、かなた望遠鏡の撮像データの時間推移を見ると、追尾精度に対してセンサのサイズが小さすぎるという課題が顕著に認められた。安定した長時間露光観測を実施するための方策を検討した。センサの大型化が最も効果的な対策になると考えられ、64画素センサ系の立ち上げが急務であることを実験からも明らかとなった。
64画素の読み出し回路を集積化するため、KEKで開発されているアナログASICの採用を検討した。ASICの評価基板と64画素センサを組み合わせ、一光電子に対応したパルス信号をASIC内蔵のコンパレータで判別し、対応した出力が得られることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
16画素センサによる観測実験データの解析が進行しており、動作実証としては良好であった。半導体の流通不足の影響を受け、64画素センサ用の基板の新規開発の方針を少し変更を余儀なくされたが、最終年度内に観測実験が実施できる見込みが維持できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
64画素センサで観測できるための読み出し回路と治具を制作する。かなた望遠鏡に搭載し、新システムの動作実証を行う。時刻情報だけでなく、恒星を用いた測光性能の評価も行う。
またこれらの観測とデータ解析のために、4倍になるチャネル数に対応するようにFPGA回路とソフトウェア群を拡張する必要がある。
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