Zoom-in to Black Holes in X-rays: Development of New Concept Interferometer and Polarimetric and High-resolution Spectroscopic Observations

X射线中的黑洞放大：新概念干涉仪以及偏振和高分辨率光谱观测的发展

• 批准号: 20H00176
• 负责人: 林田 清
• 金额: $ 28.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00176/
• 关键词: X線干渉計; ブラックホール; 活動銀河核; タルボ効果; Ｘ線撮像; X線光学系; X線タルボ干渉; CMOSピクセル検出器

多重像X線干渉計(MIXIM)の開発にあたり、昨年度までの課題の一つが撮像系としての有効面積であった。MIXIMとは、本質的にはマルチピンホールカメラであり、フレネル回折による像のぼけをタルボ干渉により防ぐというものである。昨年度までは、2枚の回折格子の位相を90度変えて重ね合わせて使用していたので、開口面積に対してX線の透過する面積はわずか4%程度になるという問題があった。そこで我々は、2枚の回折格子の代わりに、コード化マスクパターンを周期的に並べる多重コード化マスクを発案した。開口率が約50%の多重コード化マスクを計4種類製作し、これらを用いた実験をSPring-8 BL20B2において実施した。これらの実験で、多重コード化マスクに対してもタルボ干渉が起こることをはじめて実証した。これにより有効面積は、直交格子の場合に比べて15-26倍と、大幅に向上した。得られた干渉像を最適周期で重ねあわせた像に対してデコードを行い、像の再合成に成功し、角度分解能0.2秒角程度が得られた。MIXIMの検出器としては可視光用のCMOSセンサーを用いている。これまでの実験では、CMOSメーカー提供の検出器回路システムを用いていた。今年度は我々自身でMIXIM用に最適化した回路システムを開発し、これを用いて初めて放射光実験を行った。その結果、問題なくデータ取得が行えることを確認した。実験を通じて回路システムの改良点を洗いだせたことも、今年度の収穫の一つといえる。さらに、検出器の放射線体制の調査も行った。

The multi-image X-ray interference meter (MIXIM) was developed, and the effective area of ​​the imaging system was determined by last year's project. MIXIMとは、ESSENTIAL にはマルチピンホールカメラであり、フレのぼけをタルボ干渉により后 ぐというものである. Last year's までは, 2 pieces of のfolded grid のphase を90 degree 変えて重ね合わせて Use していたので, the opening area is the same as the X-ray transmission area, the 4% level is the problem, and the problem is the problem.そこで我々は, 2 pieces of folded grid のdai わりに, コード化マスクThe パターンを cycle's に and べる multiple コード化マスクを発 case した. The opening rate is about 50%. There are 4 kinds of multi-functional molded plastics made of し, これらを with いた実験をSPring-8 BL20B2 において実丝した.これらの実験で、多コード化マスクに対してもタルボ干渉が出こることをはじめて実证した. The effective area of ​​the square grid is 15-26 times larger than that of the orthogonal grid, and the large size is upward. The optimum cycle of the image is the optimum cycle, the image is the same as the に対してデコードを行い, the image is resynthesized successfully, and the angular resolution can be 0.2 seconds. The angular degree is 0.2 seconds. MIXIM's CMOS output device is used for visible light.これまでの実験では, CMOS メーカー provides the の検 extractor circuit and いていた. This year, I have optimized my own MIXIM circuit and used it to open the circuit and use it to radiate light.そのResults, problemsなくデータGet が行えることをconfirmationした. The improvement point of the 実験を通じてcircuit is the をwash いだせたことも, and this year's harvest の一つといえる.さらに、The investigation of the radiation system of the 検出器の行った.

项目成果

Sub-arcseconds to micro-arcsecond x-ray imaging with multi image x-ray interferometer method (MIXIM): concept and scalabe mission plans

• DOI: 10.1117/12.2562193
• 发表时间: 2020-12
• 作者: K. Hayashida;K. Asakura;A. Ishikura;S. Sakuma;T. Hanasaka;T. Kawabata;T. Yoneyama;H. Noda;K. Okazaki;M. Hanaoka;K. Hattori;K. Sawagami;W. Kamogawa;H. Nakajima;Y. Matsuhita;T. Mineta;M. Yoshimoto;T. Hakamata;Yuichi Ode;H. Matsumoto;H. Tsunemi;H. Awaki;Y. Terashima;T. Kawaguchi

Subsub-arcseconds x-ray imaging with multi-image x-ray interferometer module (MIXIM): experimental results

• DOI: 10.1117/12.2560772
• 发表时间: 2020-12
• 作者: K. Asakura;K. Hayashida;T. Hanasaka;T. Kawabata;T. Yoneyama;H. Noda;S. Sakuma;K. Okazaki;A. Ishikura;M. Hanaoka;S. Ide;K. Hattori;H. Matsumoto;H. Tsunemi;H. Awaki;H. Nakajima;J. Hiraga

多重化コード化マスクの導入によるMIXIMの有効面積拡大(2)

通过引入复用编码掩码扩大MIXIM的有效区域（2）

• 发表时间: 2021
• 作者: 石倉彩美;林田清;朝倉一統;佐久間翔太郎;米山友景;澤上拳明;鴨川航;岡崎貴樹;野田博文;花岡真帆;服部兼吾;松下友亮;峯田大靖;善本真梨那;大出優一;袴田知宏;松本浩典
• 通讯作者: 松本浩典

可視光用微小ピクセルCMOS検出器の荷電粒子に対する応答評価

小像素 CMOS 探测器可见光对带电粒子的响应评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 朝倉一統;林田清;佐久間翔太郎;澤上拳明;米山友景;野田博文;松本浩典;小高裕和;丹波翼;高橋弘充;中嶋大;羽鳥聡;久米恭;水嶋慧
• 通讯作者: 水嶋慧

微小ピクセル CMOSセンサによるX線検出データ処理システムの開発

使用微像素CMOS传感器开发X射线检测数据处理系统

• 发表时间: 2020
• 作者: 佐久間翔太郎;林田清;朝倉一統;石倉彩美;米山友景;岡崎貴樹;野田博文;松本浩典;小高裕和
• 通讯作者: 小高裕和