林田清、鳥居研一、並木雅章、白庄司貴之、東海林雅幸、勝田哲、宮田恵美、常深博...
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ASTRO-E2 衛星搭載用 X 線 CCD カメラ XIS の開発. 林田清、鳥居研一、並木雅章、白庄司貴之、東海林雅幸、勝田哲、宮田恵美、常深博 ( 阪大理 ), 堂谷忠靖、尾崎正伸 、村上弘志、市川喜徳、森尾一徹、狐塚正樹 (JAXA) 、 鶴剛、松本浩典、中嶋大、小山勝二 ( 京大理 ), 北本俊二 ( 立教大理 ) 、粟木久光 ( 愛媛大理 ) 、 幸村孝由 ( 工学院大 ), M.Bautz, S.Kissel, R.Foster, G.Ricker(MIT) 他 AstroE2-XIS チーム. 概要. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
林田清、鳥居研一、並木雅章、白庄司貴之、東海林雅幸、勝田哲、宮田恵美、常深博 ( 阪大理 ),
堂谷忠靖、尾崎正伸 、村上弘志、市川喜徳、森尾一徹、狐塚正樹(JAXA) 、鶴剛、松本浩典、中嶋大、小山勝二 (京大理 ), 北本俊二 (立教大理 )、粟木久光 (愛媛大理 )、幸村孝由 (工学院大 ), M.Bautz, S.Kissel, R.Foster, G.Ricker(MIT) 他 AstroE2-XIS チーム
XRT
SensorAE/TCE
to DP
MPU
PPU
PPU
Bonnet
Base
DE
XISの構成４台の望遠鏡の焦点面におかれる CCDカメラとアナログエレクトロニクス(AE)、デジタルエレクトロニクス(DE)
CCD素子 =CCID-41Pixel Size:24mmx24mmFormat:1024x1026pixelFrame TransferFront side illuminated
XISの特徴–7keV以上で XMMを凌駕する大面積–高エネルギー分解能の XRSとの同時観測（ XRS後には唯一のソフト X線検出器）–HXDとオーバーラップするエネルギーバンド
ASTRO-E2衛星の５台のＸ線望遠鏡のうち４台の望遠鏡の焦点面にはＸ線ＣＣＤカメラＸＩＳが搭載される。優れた位置分解能とエネルギー分解能を兼ね備えたＸＩＳは、同じく ASTRO-E2衛星に搭載されるＸＲＳと相補的に 10keV以下のエネルギー範囲の観測をカバーする。同時に 10keV付近でＨＸＤとオーバーラップするエネルギーバンドに高い感度をもち広いエネルギー範囲でのＸ線スペクトル、Ｘ線イメージの観測を可能にする。
概要
Astro-E1号機用 XISからの主な変更点– CCID17→CCID41
• 電荷注入機構の新規導入• 基盤の厚み増加、表面 BPSG層の追加
– CCD保持機構の改良– 較正用線源の追加
ASTRO-E2衛星搭載用 X線 CCDカメラ XISの開発
CCD素子の変更点
Inputdiode
Inputgate S3 S1 S2
Fill
Spill
Clockoverlap
S3 tran-sition
S3closed
Inputdiode
Inputgate S3 S1 S2 S3 S3 S1 S2 S3
SCP
IA1
IA2
IA3
IA1
IA2
IA3
Frame-storeregion
Imagingregion
Readoutregister
Charge-injectionregister
電荷注入機構と電荷転送効率測定用注入パターン
１フレームあたり４ピクセルおきに4列電荷を注入した場合のフレームイメージ。電荷注入ピクセルのレベルを調べることで電荷転送効率の測定ができる。
MIT-LL CCID41 CCD
with Charge Injection
Au coated Cu Heatsink
AluminaSubstrat
e
Torlon Standoffs
Flexprint
CCD保持機構の改良
C CD(im ag ing re g ion )
O p tica l b lo ck in g fil te r
D oo r
H ing eW in dow
B onn e t
C a lib ra tio n sou rce
C alib ra tionsou rce
ドア開け前 ドア開け後
較正用線源 1個→３個較正用 55Fe線源としてコーナー照射用の１個に加えて、ドアの裏側に１個、コーナー照射用にさらに１個が追加される。ドアの裏側につけられる線源は、地上試験およびドア開けまでの軌道上試験で使用される。両コーナーに照射される線源は、電荷注入量の較正にも用いられる。
冷却用ペルチェ素子の個数を３個から１個に減らし、冷却性能を保ったまま機械的強度の向上を実現した。
55Fe照射のＸ線スペクトル測定例（ CCD温度 -90℃）
FM S2 カメラ segmentDGrade02346FWHM=130eV at 5.9keVReadout noise=2.5e-Gain=3.785ev/ADU
参考文献 Dotani et al., 2003, Proc. SPIE Vol.4851, p.1071-1079 Koyama, K. et al., 2001, ASP conf. vol.251, p.560-561 Hayashida et al., 2000, Proc. SPIE Vol. 4012, p.123-136 Hayashida et al., 1998, Proc. SPIE 、 Vol.3445, p.278-290
一次噛み合わせ試験前の４台同時動作試験 ＠宇宙研 2003年 8月 FM S2カメラの軟Ｘ線較正試験 ＠阪大 2004年 1月＊）平行して京大でも較正試験が行われている