2017 Fiscal Year Annual Research Report
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 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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| 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 |
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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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