Development of High-Speed X-ray Imager using 10Gb Ethernet Transmission Data Acquisition System

2024 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14174
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: Nishimura Ryutaro 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別助教 (00828189)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: データ収集システム / X線イメージング / 半導体検出器 / SOIPIX / 二次元検出器 / DAQ / 制御 / 10Gb Ethernet

Outline of Final Research Achievements

We developed the high speed readout data acquisition system using 10Gb Ethernet controller based on Field Programmable Gate Array (FPGA). This system was unified with INTPIX4NA, the silicon pixel sensor using Silicon-On-Insulator (SOI) technology, as the higher framerate and well resolution X-ray imaging device.
In addition, the application of this new X-ray imaging device developed thereby to various experiments, including those at synchrotron radiation experimental facilities.

Free Research Field

二次元半導体検出器、制御・計測システム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって開発されたX線イメージャは、検出器素子の高い解像特性を活かしたX線強度が低い条件となる光学系におけるイメージングへの応用が進められており、今後これらの測定による成果が報告される見込みである。また、検出器素子に改良を施すことにより中性子イメージング等への応用展開が進められている。
加えて、基盤となるデータ収集システムは、Field Programmable Gate Array(FPGA)上で動作するロジックを変更する事による機能拡張や一部構成基板の変更による性能向上が可能である。よって、今後考案される新たな実験、次世代・他種の検出器素子においても幅広い活用が期待される。