X線光学における能動光学系の応用

主动光学在X射线光学中的应用

• 批准号: 14654039
• 负责人: 北本 俊二
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Rikkyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14654039/
• 关键词: ブラックホール; X線; 電子散乱; 多層膜; 補償光学; 降着円盤; 撮像; 軟X線; 能動光学; 可変形状鏡; X線光学

X線光学における能動光学系の応用のためには、反射鏡、波面センサー、可変形状鏡、X線検出器それから、X線可視光分離フィルターを開発する必要がある。本研究では、X線可視光分離フィルターの開発が主である。それと供に、実験的に能動光学系の実現、裏面照射CCD内での電荷の振舞いを調べた。X線可視光分離フィルターは、可視光の波面を壊さず反射すること、目標とする13.5nmの軟X線を充分透過させる事の両方を要求する。そのため、表面を0.2nm-rmsの粗さと4nm-rmsの形状誤差のドーナツ状のフレームを製作した。そこに150nm厚のZr泊を装着することで、試作品を完成させた。試作品はKEK-PFにてX線の透過率を測定し、13.5nmの軟X線では〜50%の透過率があることを確認した。最も単純な能動光学系を実現させた。可視光レーザーとピンホールでほぼ理想的な球面波を作り、レンズにてほぼ平面波に変換する。その平面波を可変形状鏡で反射させ、再度レンズにて、球面波に戻す。その反射波を波面センサーで測定する。可変形状鏡で作成した波面を測定し、その波面を再現するように、波面センサーのデータを使い能動光学系として動作させた結果、3nm-rmsの精度で再現することが出来る事を確かめた。検出器として使用する、裏面照射CCD内での電子の振る舞いを調べた。CCDは基板とエピタキシャル層で構成される。基盤中で生成した電荷は広がるとともに、電荷損失が生じる。エピタキシャル層で生成された電荷の電荷損失はほとんど無い。さらにエピタキシャル層は空乏層と中性領域から構成されるが、中性領域での電荷はある程度広がるが、空乏層での電荷はCCDのピクセルに比べて広がりははるかに小さいことがわかった。広がったイベントは、その広がりを利用して、CCDのピクセルよりも細かい位置決定が可能である。

X-ray optical active optical system applications include mirrors, reflectors, wavefronts, variable shape mirrors, X-ray detectors, X-ray visible light separators, etc. This study is aimed at the development of X-ray visible light separation. The active optical system is realized in the light source and the charge in the CCD is modulated. X-ray visible light separation, visible light wave front reflection, target, 13.5nm soft X-ray transmission requirements Surface roughness of 0.2nm-rms and surface roughness of 4 nm-rms are produced. 150nm thick Zr coating on the surface of the glass Test work KEK-PF X-ray transmittance measurement, 13.5nm soft X-ray transmittance ~ 50% confirmation The most pure active optical system is realized. The ideal spherical wave can be transformed into a plane wave. The plane wave can be reflected by a variable shape mirror, and the spherical wave can be reflected by a variable shape mirror. Measurement of reflected wave front The shape of the mirror can be changed to determine the wavefront, the wavefront reproduction, the wavefront accuracy, and the operation accuracy. The detector is used to modulate the electron vibration in the CCD. CCD substrate structure Charge generation and loss in the substrate The charge loss caused by the formation of the layer is zero. The charge of the depletion layer is higher than that of the depletion layer. The position of CCD can be determined by using CCD.

项目成果

Kitamoto et al.: "Soft X-ray Transmission of Optical Blocking Filters for the X-Ray CCD Camera onboard Astro E2"Proc.of SPIE. V5168. 376-383 (2003)

Kitamoto 等人：“Astro E2 上 X 射线 CCD 相机的光学阻挡滤光片的软 X 射线传输”Proc.of SPIE。

H.Awaki, et al.(S.Kitamoto 5th): "A novel method to estimate the thickness of the depletion layer of an X-ray CCD"NIMA. 495. 232-239 (2002)

H.Awaki 等人（S.Kitamoto 5th）：“一种估计 X 射线 CCD 耗尽层厚度的新方法”NIMA。

S.Kitamoto et al.: "Development of an ultrahigh-precision x-ray telescope with an adaptive optics system"Proc.of SPIE. V5037. 294-301 (2003)

S.Kitamoto 等人：“具有自适应光学系统的超高精度 X 射线望远镜的开发”Proc.of SPIE。

A.K.H.Kong, P.A.Charles, E.Kuulkers, S.Kitamoto: "Long-term X-ray variability and state transition of GX 339-4"MNRAS. 329. 588-596 (2002)

A.K.H.Kong、P.A.Charles、E.Kuulkers、S.Kitamoto：“GX 339-4 的长期 X 射线变异性和状态转换”MNRAS。

S.Kitamoto et al.: "Soft X-ray transmission of optical blocking filters for the X-ray CCD cameras onboard Astro E-2"NIMA. 205. 683-687 (2003)

S.Kitamoto 等人：“Astro E-2 上的 X 射线 CCD 相机的光学阻挡滤光片的软 X 射线传输”NIMA。