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2010 Fiscal Year Annual Research Report

新発想光増幅システムの検討と実証

Research Project

Project/Area Number 21654038
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

幅 淳二  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (60180923)

Keywords光センサー / 電子打ち込み / PPD / SiPM / 光増幅 / GaN / Srl_2
Research Abstract

本年度は二年目として、光電面の素材や電子を打ち込む対象となる発光素材について検討を行った。本研究で目指す光増幅のシステムでは、光電面で生成された光電子を加速し発光素材(シンチレータ)に打ち込み、加速エネルギーに相当するシンチレーション光を増幅された出力として例えばPPD(Pixelated Photon Detector or SiPM)などの光センサーで捉えるものである。そのため増幅されたシンチレーション光が入射光電面に戻り新たな光電子の発生は、増幅過程におけるポジティブフィードバックを引き起こし直ちに発振(暴走)するおそれがある。
これを抑制する方法として本研究で検討したのが、光電面量子効率(QE)感度を短波長側にシンチレータの発光スペクトルを長波長側に選ぶことである。
具体的には、光電面として最近開発が進んでいるGaNを、シンチレータとしてSrI_2(Eu)を考える。前者は400nm以上の波長で0.1%以下のQEであり、後者は鋭い発光スペクトルのピークを435nmにもつが400nm近傍には達していないためフィードバックは強く抑制される。100photo/keVと大きな発光量を持つため、2kV程度の打ち込み電圧、増幅光のPPDへの導入効率10%程度、PPDでのQEを40%と仮定しても、8光電子相当の信号が期待できる。これはPPDに対して大きな閾値の設定を可能とし、低ダークカウントレートのフォトンカウンティングデバイスとなりうることが明らかになった。しかもGaNの光電面は紫外領域に感度を持つことから、PPDではカバーできない波長領域が、この新発想光センサーで対応出来る見通しもえられた。

  • Research Products

    (2 results)

All 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Novel large aperture EBCCD2010

    • Author(s)
      A.Suzuki, J.Haba, et al.
    • Journal Title

      Nucl.Instr.and Meth.A

      Volume: 628 Pages: 260-263

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大口径EBCCDの性能2010

    • Author(s)
      鈴木州
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20

URL: 

Published: 2012-07-19  

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