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2023 年度 実績報告書

ブラックホール時空誕生の瞬間に迫る史上最高感度のX線検出器システム開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1475
配分区分基金
研究機関金沢大学

研究代表者

荻野 直樹  金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードガンマ線バースト / X線検出器 / CCD / ASIC / イメージセンサー
研究実績の概要

我々は、ロブスターアイと呼ばれる特殊なX線光学系とX線イメージセンサー(pnCCD)を組み合わせた史上最高感度の広視野X線検出器の開発を行っている。pnCCDは、ドイツのPNDetector社が開発したX線CCDで、欧州の科学観測衛星や加速器で積極的に利用されている。しかし、国内での利用実績が乏しく、読み出し基板の開発から駆動ロジックの開発および性能評価まですべて行う必要があった。本研究では、読み出し基板の開発および駆動ロジックの開発を行い、その性能評価を行った。
今年度は、(1) 読み出しASICの信号をAD変換するADC基板の開発、(2) pnCCDや読み出しASICへの電源供給を行う電源基板の開発を行った。
(1) ADC基板の開発:昨年度までに開発したADC基板では、実装されている4つのASICの内、2つのASICで公称値の約4倍の読み出しノイズが発生していることが明らかになった。そこで、今年度は原因と思われる個所を修正した新たなADC基板の設計・開発を行った。
(2) 電源基板の開発:pnCCDおよび読み出しASICは、単一の電源ではなく、10種類以上の様々な電源を用いる必要がある。昨年度までは多数の安定化電源から供給していたが、実験の再現性や人的ミスの恐れから新たに電源基板の設計・開発を行った。
どちらの基板も年度内で設計・開発が終了しており、現在は製造段階に移っている。製造・納品が済み次第、デバッグ作業に移っていく予定である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] High-speed readout system of X-ray CMOS image sensor for time domain astronomy2024

    • 著者名/発表者名
      Ogino Naoki、Arimoto Makoto、Sawano Tatsuya、Yonetoku Daisuke、Shen Hsien-chieh、Sakamoto Takanori、Hiraga Junko S.、Yatsu Yoichi、Mihara Tatehiro
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 19 ページ: C01006~C01006

    • DOI

      10.1088/1748-0221/19/01/c01006

    • 査読あり
  • [学会発表] High-speed Readout System of X-ray CMOS Image Sensor for the Time Domain Astronomy2024

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ogino, et al.
    • 学会等名
      iWoRiD 2023
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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