CTA大口径望遠鏡初号機のカメラ最終試験報告
櫻井駿介, 稲田知大, 猪目祐介, 岩村由樹, 大岡秀行, 岡崎奈緒, 齋藤隆之,澤田真理, 高橋光成, 手嶋政廣, 中嶋大輔, 深見哲志, Daniela Hadasch,
Daniel Mazin(東大宇宙線研), 奥村曉(名大 ISEE), 折戸玲子(徳島大学), 片岡淳(早稲田大学), 片桐秀明, 鈴木萌, 吉田龍生(茨城大学), 窪秀利, 今野裕介,野崎誠也, 平子丈, 増田周(京都大学)木村颯一郎, 櫛田淳子, 辻本晋平, 西嶋恭司
(東海大学), 郡司修一, 門叶冬樹, 中森健之(山形大学), 小山志勇(ISAS/JAXA),
砂田裕志, 寺田幸功, 永吉勤, 西山楽(埼玉大学), 馬場彩(東京大学), 高原大,林田将明, 山本常夏(甲南大学), 池野正弘, 内田智久, 田中真伸(KEK, Open-It),
他 CTA-Japan Consortium/13解像型大気チェレンコフ望遠鏡の原理

空気シャワー

チェレンコフ光焦点面カメラで波形読み出し

反射鏡で集光Credit: CTA-observatory.org
21/09/2018

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CTA大口径望遠鏡（LST）
視野 焦点距離4.5度 28 m
総重量120 t
口径23 m

今回の報告
較正試験の終了した
モジュール、カメラ筐体、水冷システムおよび電力供給シス
テム等の統合試験の
x 265
PMTモジュール
報告

分割鏡
198枚

Credit: Gabriel Perez Diaz, IAC
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2018年春季年会まで
PMTモジュールの較正試験に関する報告（2018春季年会平子講演）

縦横共に約3 m

観測エネルギー
20 GeV〜数TeV= 1855 PMT+ GHz高速波形
サンプリング回路

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焦点面カメラ概要（前面）
反射標的

シャッター

レーザーを照射し、反射鏡光軸調整の基準となるES（CIEMAT）

ES（CIEMAT）

PMTモジュール
JP, IT, ES

その他にPSF較正用スクリーンが搭載される入射窓
チェレンコフ光を効率良く透過>90%, 350 nm

水冷パイプ
冷水を循環させ、カメラ内部の温度を保つ
ES（CIEMAT）
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JP

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焦点面カメラ概要（後面）
光ファイバ
ネットワークスイッチ

24 V電源
埋込型
カメラ制御
システム
FR（LAPP）

各種ブレーカ

循環用ファンES（CIEMAT）

モジュール電源スイッチ
ES（IFAE）

冷却水用ホース

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焦点面カメラ統合試験の流れ❉❉❉

PMTモジュール統合試験：スペイン領テネリフェ島、IAC
2017年11月まで（2018年春季年会平子講演）
焦点面カメラ統合試験1：バルセロナ、IFAE
2018年4月から7月

本講演の内容焦点面カメラ統合試験2：スペイン領ラ パルマ島、Mirca
2018年8月から9月

現在❉

望遠鏡へのカメラインストール：ラ パルマ島、
ロケ デ ロス ムチャチョス天文台

2018年9月後半

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カメラ統合試験1：バルセロナIFAE

実施項目
水冷システム、カメラ制御システム、モジュール電源供給用電気回路の試験
シャッターの動作試験
日本グループの主な貢献
モジュールの動作確認、カメラ全体からの同時データ取得
波形サンプリング回路のファームウェアバグ修正

IFAEに設置された大型暗箱
ファラデーケージとなっており内部にカメラ筐体が設置
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カメラ統合試験1：バルセロナIFAE
モジュールの動作確認❉
波形サンプリング回路に対して出荷時と同様の品質検査を実施
動作に問題ないことを確認
波形サンプリング回路ファームウェアの問題修正❉
サンプリング回路の出力ADCが0となってしまう問題が確認された
この原因を突き止めファームウェアを修正、解決済
カメラ全体からの同時データ取得（LED Flasher Test）❉
電力供給に問題のあった6つを除く259モジュールで同時に波形データのサンプリングとその読み出しを行い、記録することに成功
通信系統およびトリガー分配機構の動作確認、現在電力問題は解決済
IFAE=FlasherTest

❉

❉

❉

19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 98765432

Credit: Y.Choshi

2000

11800

01600
1400

51200

0

Preliminary

1000
800

5600

Preliminary

0200

Credit: Y.Sunada−10−50400

521/09/201810

上図：中心に近いモジュールの7ピクセル分の波形
左図：ピクセルごとの平均波高分布*

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カメラ統合試験2：ラ パルマ島Mirca
実施項目❉ トリガー分配基板の較正試験❉ 水冷システムの動作確認
Mirca❉ カメラ制御システムの動作確認
カメラ組立、❉ 日本グループの主な貢献
保管地❉ PMTモジュールへのライトガイド取付❉ カメラ筐体へのPMTモジュール挿入❉ LEDパルスを使った波形記録
❉

観測サイト

5 km
Mirca作業スペース
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カメラ統合試験2：ラ パルマ島Mirca❉

PMTモジュールへのライトガイド取付❉ カメラへインストールする265モジュール全てにライトガイドの取付けが完了❉ インストール時にいくつか組立不良の問題を発見したが、その全てを解決した

反射率>90%300 ‒ 500 nm

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カメラ統合試験2：ラ パルマ島Mirca❉

カメラ筐体へのPMTモジュールインストール
❉❉

❉

❉

品質試験を通過した265モジュールをカメラ筐体へインストールした

この際、カメラ中心部の量子効率が高くなるようモジュールを配置、カメラのトリガーレートを考慮し、ネットワークを構築
インストール後、全モジュールから波形同時読み出し可能か試験用パルスを使用して試験最終的に265モジュールとの同時通信に成功(1 kHz)
トリガー分配も正常に行われている。
問題あったモジュールは修理済（右図）
Preliminary
右図：試験用パルスの波高分布(264mods)
Credit: Y.Sunada

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LST初号機の建設状況とインストール
建設時のようす2018年6月

カメラフレーム
2018年9月

MAGICとLST初号機
スペイン領ラ パルマ島
ロケ デ ロス ムチャチョス天文台
標高 2200 m

Credit: D.Mazin, ICRR❉❉

構造体の建設、鏡の取り付けが完了し即座にカメラインストールが可能
インストール後に水冷、電力およびネットワーク系統の配線が行われる

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12 /13まとめ❉

本年4月からLST初号機焦点面カメラの統合試験を開始❉❉

カメラ筐体、水冷機構、トリガー分配基板：Spain（CIEMAT）
ネットワークケーブル、電源機構：Spain（IFAE）
カメラ制御システム：France（LAPP）
PMTモジュール：Japan、を組み上げ

最終試験地ラ パルマでは水冷、カメラ制御および電源システムは問題なく動作しており、265モジュールからのデータ同時読み出しを確認した。

❉

カメラは望遠鏡アーチ先端に来週月曜日からインストール予定❉

10月からコミッショニング運転開始

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