高速ピクセル検出器用超高速信号処理システム (FPIX)

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2015 年度課題研究 P6 林 秀輝 大西 里実. 到来したガンマ線が大気と相互作用したときに生成される 空気シャワーからのチェレンコフ光を観測することで、ガ ンマ線の到来方向をみる 現在は光検出器として光電子増倍管が使われている → 次世代の TeV ガンマ線望遠鏡として MPPC が検討されてい.
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高速ピクセル検出器用超高速信号処理システム (FPIX) 2012年7月17日 測定器開発室 高速ピクセル検出器用超高速信号処理システム (FPIX) 進捗状況:  2011年度:  *修正したASDチップ(ver.1)を搭載した64chテストボードに   64chAPDリニアアレイを装着してX線でテスト:     2011年10月、12月     2012年2月、3月 1)ピクセルを特定したカウント分布 2)ピクセルを特定した時系列のカウント測定(10nsのパルスペア  分解能) 3)1-2mmの大きさのX線ビームによるカウント分布  (>107cps/pixel)の測定(自動ステージ駆動と同期) に成功。

PF BL-14A X線ビーム:8 keVによる動作テスト SiTCPボード: SOY-100M 2枚 64ch Si-APD フロントエンド ボード ASD-ASIC 16個 搭載。 64ch Si-APD リニアアレイ基板 1.トリガーによる同期計数。   チャンネルごとに計数 (測定時間:2μs–4295s)。 2.トリガーによる時系列測定:   ΔT:10ns~167ms。 時系列: 256ch(カウント値:36ビット/ch)。    10nsなら2.56μsまで。

30 ns 10ns時間分解能による 時系列測定 単一APD&TAC Ch 41に8keVのΦ10μm ビームを入射。    時系列測定 Ch 41に8keVのΦ10μm ビームを入射。 単一APD&TAC PFリング マルチバンチモード (MB:126ns+gap:30ns)x4= 624ns

ピンホールなし 自動ステージのスキャン での測定 (0.1mmステップ、1secずつの測定) 時系列の計数分布測定 (10nsパルス分解能、 Ch間:0.15mm

今後の課題 1.チャージアンプの結果と64ch-ASICの出力の比較:センサ性能と64ch-パルス回路系の性能の切り分け。→ トリガーレベルの差。ゲインの不足(ノイズレベルが大)。 2.デモ測定: 試料からのX線による時系列のカウント分布変化 (6月実験)。   → 時系列の散乱強度変化の観測は準備不足(試料の刺激)のため未実施。 64ch-ASIC ver1 Q Amp

* LTCC基板に搭載したASDチップ Ver.2をテストボードで評価。 今後、  * LTCC基板に搭載したASDチップ Ver.2をテストボードで評価。 池野さん、斉藤さんのテストボード PECL出力。 Vth用DACあり。 入力:Reset     HV     DC+5V     トリガーなし。 FANによる冷却が必要。 放熱器付FAN作動: LTCC近くの基板表36℃   放熱器34℃  基板裏42℃ 電源にノイズ。 FANは外部の別電源から。 空冷用 FAN ASDチップ4個(16ch)を搭載したLTCC基板。 4個のLTCC基板。

ASD ver2用 64chフロントエンド ボード (池野、斉藤)

* 64chテスト用デジタルボードver2(FPGA+SiTCP)の製作 (by BBT。 内田氏のサポート) 9月中製作、10月にテスト。    9月中製作、10月にテスト。 デジタルボードver1と同様な測定。 ただし、  時系列: 1024ch、 36ビット/chのカウンタ。 FPGAの機能  ジッター: <1ns。 Xilinx SP6で可能の見込み。   → 2nsごとのX線パルス列(X線散乱)が観測できる。 10月-12月の期間で、 放射光X線パルスによる2ns間隔のX線散乱強度変化の記録。 例) パルス電界印加による強誘電体の小角散乱強度変化。