超伝導遷移端X線分光器による新しい宇宙地上実験手法の確立

超导跃迁边缘X射线能谱仪空地实验新方法的建立

• 批准号: 21J10311
• 负责人: 早川 亮大
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Rikkyo University (2022)Tokyo Metropolitan University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10311/
• 关键词: 超伝導検出器; X線; X線検出器

本年度は、昨年度に設計・評価を終えた、マイクロ波を用いた信号多重化読出回路の高速応答性能評価するため、5MHz のサンプリングレートでの信号波形超伝導転移端検出器（TES)アレイからの信号取得実験を行なった。昨年度に設計、評価を行い5MHz のサンプリングレートに適応しうることを確認した超伝導読出回路と、可視・近赤外帯域に感度を持つ40画素のTESアレイを組み合わせた実験システムを構築し、近赤外領域（1550nm）のレーザー光源をTESアレイに導入し、レーザー光に含まれる光子数の計測実験に取り組んだ。極低温からの信号を処理する室温での読み出し回路は、産総研と共同で開発し、使用実績のあるX線・ガンマ線TESでの読み出し回路と同じものを使用した。読出回路ならびにTESの冷却には、昨年度と同一の断熱消磁冷凍機を用いることで、X線・ガンマ線TESの評価実験となるべく環境差をなくし、評価を行った。室温に置かれたレーザー光源からの光は、TESアレイと結合した光ファイバーを通して冷凍機内に導入した。評価の結果、現状のシステムでは、室温での読み出し回路によって、多重化することのできる画素数に限界があることを確認した。そこで、まず40画素のTESの基礎特性を行い、TESの超伝導温度や常伝導抵抗などの特性が揃っているTES画素の選定を行い、多重化に用いる画素を限定し、40画素中10画素のTESの信号多重化と 5MHz サンプリングでの信号波形の取得に成功した。

This year's design review and evaluation of the high-speed response performance of the signal multiplexing output loop in the 5MHz signal waveform super transmission end detector (TES) was completed and the signal acquisition performance was evaluated. Last year, the design and evaluation of 5MHz receiver selection were carried out. The results were confirmed. The super-conductor output loop, visible and near-infrared region sensitivity were maintained at 40 pixels. The system was constructed. The near-infrared region (1550nm) receiver light source was introduced. The measurement of photon number was carried out. Very low temperature signal processing, room temperature, high temperature signal processing, high temperature signal processing, high temperature signal processing The cooling system of the output circuit is the same as that of the previous year, and the cooling system of the output circuit is the same as that of the previous year. Room temperature light source, TES, and light source are introduced into the refrigerator. The results of the evaluation, the status quo of the system, the room temperature of the system, the number of pixels, and the number of pixels. The basic characteristics of TES of 40 pixels, the characteristics of TES superconductivity and temperature constant conductivity resistance, the selection and multiplexing of TES pixels, the limitation of TES pixels, the signal multiplexing of TES of 10 pixels out of 40 pixels, and the acquisition of signal waveforms were successful.

项目成果

Gamma-ray Transition Edge Sensor with SiO2/SixNy/SiO2 Membrane for Uniform Property

具有均匀特性的 SiO2/SixNy/SiO2 膜的伽马射线跃迁边缘传感器

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Kikuchi;G. Fujii;R. Hayakawa;R. Smith;F. Hirayama;Y. Sato;S. Kohjiro;M. Ukibe;M. Ohno;A. Sato;H. Yamamori
• 通讯作者: H. Yamamori

単一光子検出器アレーのマイクロ波多重読み出し回路の開発

单光子探测器阵列微波多重读出电路的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 山森弘毅;早川亮大;平山文紀;佐藤昭;神代暁;服部香里;福田大治
• 通讯作者: 福田大治

Gamma-Ray Spectroscopy for 237Np Using a Transition-Edge Sensor with a Thick-Trilayer Membrane

使用具有厚三层膜的过渡边缘传感器进行 237Np 的伽马射线光谱分析

• DOI: 10.1007/s10909-022-02917-3
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics
• 影响因子: 2
• 作者: Kikuchi T.;Fujii G.;Hayakawa R.;Smith R.;Hirayama F.;Sato Y.;Kohjiro S.;Ukibe M.;Ohno M.;Sato A.;Yamamori H.;Hamaguchi T.;Yasumune T.;Ito C.;Takasaki K.
• 通讯作者: Takasaki K.

High-sensitive XANES analysis at Ce L2-edge for Ce in bauxites using transition-edge sensors: Implications for Ti-rich geological samples

使用过渡边缘传感器在 Ce L2 边缘对铝土矿中的 Ce 进行高灵敏度 XANES 分析：对富钛地质样品的影响

• DOI: 10.1016/j.aca.2022.340755
• 发表时间: 2023
• 期刊: Analytica Chimica Acta
• 影响因子: 6.2
• 作者: Li Wenshuai;Yamada Shinya;et al.
• 通讯作者: et al.

Gamma-ray transition edge sensor with a thick SiO₂/Si_<i>x</i>N_<i>y</i>/SiO₂ membrane

具有厚 SiO₂/Si_<i>x</i>N_<i>y</i> 的伽马射线跃迁边缘传感器

• DOI: 10.1063/5.0063640
• 发表时间: 2021
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Kikuchi T.;Fujii G.;Hayakawa R.;Smith R.;Hirayama F.;Sato Y.;Kohjiro S.;Ukibe M.;Ohno M.;Sato A.;Yamamori H.
• 通讯作者: Yamamori H.