C[WðÊ·ViÅVÌ 2 ³oíjLìGPà PxõÈw¤Z^[òº¡ês

GlM[Á¬í¤@\É¨¿\¢Èw¤

EmailFtoyokawaspring8.or.jp
EmailFkazuyuki.hyodokek.jp

1. Í¶ßÉ

èã°Ü·B

2. sNZACoí{éæÅÍC[WðÊ·oíÆµÄ CCDiCharge
Coupled DeviceCd×fqjâ IPiC[WOv

2.1

sNZACoíÌTv

[gjªÐî³êÜµ½Bµ©µÈªçCL^¬xC_

CMOS Ì¼±ÌvZXÉæèÁèprü¯É¡

Ci~bNWCo´xÈÇÉÂ¢ÄC2 ³oíñ H ð 1 Â É Ü Æ ß ½ W Ï ñ H ð ASIC ( Application

ÉÎ·évÍÜ¾Ü¾½­Cæè«\ÈoíÌJ­Specic Integration Circuit) ÆÄÑÜ·B{ÍÅðà·éªßçêÄ¢Ü·BVµ¢ZpÆµÄCßNCtbg

sNZACoíÆÍCX üóõZT[ÆÇÝoploíâsNZACoíªÚ³êÄnßÄ

µp ASIC ðêÌ»µCesNZÉÆ§µ½AiOÉ¢Ü·B

f W ^ ¬ ñ H nð  Ú µ½ 2  ³ o í Ì Ì ÅtbgploíÍ CCD ^oíâC[WO·B»ÝÀp»³êÄ¢éÌÍTu~NÌ CMOS vv[gÆ¯lÉÏª^oíÉªÞ³êÜ·B½ÊZXÅ»ì³ê½ÇÝoµ ASIC ÆACóÉ÷×dÉ

oíÆàÄÎêéæ¤ÉCÌúª cm öxÅ X üÊ

ÁH³ê½¼±ÌZT[ðCWEÜ½Ín_o^ÈÝÌðxÆåÊÏÌæªA^CÅ¾çêé

vðp¢½tbv`bv{fBOÅÚµ½nCu_ªå«ÈÁ¥Å·Bæ¿â´xÆ¢Á½î{Á«ÍCóbh^sNZoíÅ·BFig. 1 Í PILATUS oíõ`®ª¼ÚÏ·`®ªÔÚÏ·`®ÅÁ¥Ã¯çêÜ·ðÍ[µ½nCubh^sNZoíÌÍ^Å·BªCC[ WZT[ É]Ì gW X^©çúËõü¯ÉJ­³êÄ¢é PILATUS ÈOÌsNZCMOS ZTðp·éCãÃÉvª@íÖAÌ½­

A CoíÆ µÄÍCCERN ð_Æ· é MEDI­

ÌéÆªQüµÄÆ©û®ðÅ¿oµ½»iªÌ³êÄ

PIXCESRF Æ Soleil Ì XPADCR[låwÌ APAD

¢Ü·B

ª

èÜ·BPILATUS, MEDIPIX, XPAD ÅÍpXêûCsNZACoíÌ½­ÍpXv^Ì 2v^ñHÌ ASIC ªp¢çêÄ¢Ü·ªCAPAD ÅÍ³oíÅ·BSsNZ»ê¼êªpXv^÷¬Ïª^ ASIC ªp¢çêÄ¢Ü·B¼±ÌZTÉÍåÉ

oíÆµÄ®ìµCCCD âtbgploíÌÏª^oíÅÍ¾çêÈ¢L_Ci~bNWÁ«âCsNZàÅfW^vf[^ÉÏ·³êé½ßÉ¬Ìf[^]ªÂ\È_ªÁ¥Å·BÁÉCXCXÉpEV[¤iPSIjª Swiss Light Source (SLS)vWFNgÌêÂÆµÄJ­µ½ PILATUS (Pixel Ap­paratus for the SLS) oíÍCßNCú{ðÜÞO
ÌúËõ{ÝÅàpª}¬ÉiWµÄ¢Ü·B¡ñÍCæ 2 ÍÅsNZACoíÌáÆµÄ
PILATUS oíÌ´yÑeí«\ððàµCSPring­8ÅÌªªèÌpáðÐîµÜ·Bæ 3 ÍÅÍCeíÌtbgploíÉÂ¢ÄðàµCKEK_PF
ÅÌÕ°pÌáÈÇðÐîµÜ·BÂÃ¢Äæ 4 ÍÅÍC»Ì¼CJ­iKÉé 2 ³oíÌáÆµÄC}CNp^[KXoíÆ SOI sNZoíðæ

Fig. 1nCubh^sNZoíÌÍ^256  úËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5
(C) 2009 The Japanese Society for Synchrotron Radiation ResearchÁÊéæ ¡ C[WðÊ·ÝiÅVÌ 2 ³oíj

Table 1V[YPILATUS oíV[YÌêW [

ÊÏsNZ

ÇÝoµ¬xÅt[¦1
3

83.8~33.5 mm
83.8~106.5 mm

487~195
487~619

2.7 ms
3.6 ms300 Hz200 HzPILATUS_100K
PILATUS_300K
PILATUS_300K_W

3

254~33.5 mm

1475~195

3.6 ms100 HzPILATUS_1M

2~5

169~179 mm

981~1043

3.6 ms30 Hz

PILATUS_2M

3~8

254~289 mm

1475~1679

3.6 ms30 Hz

PILATUS_6M

5~12

431~448 mm

2463~2527

3.6 ms12 Hz

300`500 mm úÌïRVRªp¢çêÄ¢Ü·ªC
MEDIPIXCXPAD ÅÍGlM[ÌæÅÌ´xðüã³êé×É CdTe â GaAs ðp¢é±Æà³êÄ¢Ü·B

2.2

PILATUS oí1_3)

PSI ÍJ­o[ªSÆÈènÆµ½ DECTRISÐÉCZXð÷nµC¯Ð©çeíÌ PILATUS 
oíV[YªÌ³êÄ¢Ü·BTable 1 É»ÌêðÐîµÜ·B^CvÉæèÊÏCÇÝoµ¬xCÅt[¦ªÙÈèÜ·ªCPILATUS_Ü^ZT[W[i2.2.1QÆjªà

Fig. 2 DECTRIS Ð» PILATUS_
100K³êÄ¢éÍ¤ÊÅ·ÌÅCo´xCs´ÔCGlM[lÆ´xÁ«C_Ci~bNWÁ«Æ¢Á½î{Á«Í¤ÊÅ·B
Fig. 2 ÍW^Ì PILATUS_100 K oíÌOÏÊ^Å
·BÌàÍî{IÉåCÅ·ªCÂ«ðÉ¶ÄZT[É£KXð¬µÄ¼xðRg[oé\¢ÉÈÁÄ¢Ü·Bd¹ÍRg[{[hpÌ}5 V ÆZT[oCAXÆµÄÌ{120 V ÅCêpd¹{bNX©ç 2 {ÌP[uÅ³êÜ·B§änÆµÄÍMKrbgVANp PCI {[hðÚµ½LinuxPC1 äÌÝÅC¬VAP[uðp¢ÄoíÆ¼ÚÚ±µÜ·BoíÆÀ±nb`OÌ§äp PC

Fig. 3SLS X06SA r[CÉÝu³êÄ¢é PILATUS_
6M Åæ¾µ½^pN»©çÌñÜÌêáiTv
Í{][30S TujbgCDECTRIS Ðñ)

yÑd¹{bNXÍCñ15 m Ì±êç 3 {ÌP[uÅÚ±·éÌÝÅCÂÀ«ª­ZÔÅÝuÅ«é±Æà
_Å·BÅAC»³êÄ¢Ü·BúËõÀ±ÅWIÉp¢çêPILATUS_Ü^ZT[W[ÌóõÅéVé10`30 keV Ì X üÌæÅzûø¦ªñ90`10÷Æ

RZT[ÉÍÅOüÉsNZdÉðÍÞK[hoø¦ÅCí·ÅgpÅ«é±Æà_Å·B±ÌVR

OdÉª`¬³êÄ¢Ü·BÜ½CÇÝoµ ASIC ÆxZT[Íl¼zgjNXÐ»ÅCo´xÌêl«ÉîÂÆÍA~üCÅÚ³êÄ¢Ü·B±êçÉDêC¼xÂ«Éà­¢YÌZpªgíêÄ¢Ü·BKvÈXy[XðmÛ·é×ÉCåÊÏÌ}`W^ÅÍW[[ÔÉÍ¡ûüÉ 7 sNZCcûü

É17sNZªÌfbhXy[XªèÜ·BTable 1 Ì

sNZÍC±Ìs´ªàÜñÅ¢Ü·Bµ½ªÁÄCÇÝoµ ASIC ÉÍCsNZÉÆ§µ½d×L´^
OuAvCg`®`AvCVOxRp
[^CyÑJE^[ªà³êÄ¢Ü·BFig. 4 É¦·æ¤ÉGlM[ÉÎçÂ«Ìé X üðvª·éê

Fig. 3 É PILATUS_6M Åæ¾µ ½æ Ìáð¦ ·æ¤CÏª^oíÅÍ·é X üÌGlM[ÏªÊ

ÉCsA±È^CóÌæÆµÄL^³êÜ·BÆµÄ³êÜ·ÌÅC³mÈ X üð¾é±ÆÍÅ

2.2.1

PILATUS_U^ZT[W[«Ü¹ñBPILATUS ÅÍCg`®`AvÌoÍgl

PILATUS oíÌóõÍC320 mm úÌïR n ^i X üÌGlM[ÉäájðRp[^ÉæègVRP»ðp¢½SóRw^VRZT[ÅCÙÊ·é±ÆÉæèCêèGlM[ÈãÌ X üÌÝ÷×ÁHZpÉæèéÕÌÚóÉAÉdÉª172 mm ÔuÌîñð X üõqÆµÄJE^[ÉÏZµÜ·B±

úËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5  257

¢CoìSÊÆµÄÍ487~195sNZÉnès´ÌæÈ­vªÅ«éæ¤ÉHv³êÄ¢Ü·B
2.2.2

s´Ô

pX^oíÉÍCGlM[ÙÊªÂ\ÅéCL¢_Ci~bNWª¾çêéÌ½­Ì_ªè

Ü·ªCs´ÔÉæé¦ÆµÉÓ·éKvªèÜ·Bs´ÔÆÍA±µÄ 2 ÂÌ X üªüËµ½ÛÉÊXÌpXÆµÄoÍÅ«é X üÌÔÌÅ¬Ì

Ô·Å·B±±ÅÍÅàPÈfÆµÄ Nobs N0
exp (|N0t) ð¼èµÜ·B±±ÅCN0 ÍsNZÉüË·é 1 b½èÌ X üõqCt Ís´ÔCNobs ÍoíÅvª³êé X üõqð¦µÜ·BPILATUS
oíÌs´ÔÍg`®`AvÌèÉæè§À³
êCá¾ÉÝèµ½ÛªÅàZÔÅñ100imbÆÈ
Fig. 4

VOxRp[^Ì´èCW¾ÝèÅñ200imbC¾ÝèÅñ330i
mbÅ·BæÁÄCá¦Îá¾ÝèÉÎµÄÍsNZ½èñ 1~105 õq/bÜÅ¦Æµ¦ 1 ÷ÈºÌü`«ÌÇ¢ªèªÂ\Åé±Æªí©èÜ·BÜ½C

¦Æµ¦ª10÷ÈºÅêÎ¸xÇ­â³ðs¤±ÆªoÜ·ÌÅCesNZÉÎµ106 õq/böxÜÅÌv¦ªèªÂ\Å·B
PILATUS oíÌf[^ûWVXeÅÍCftH
gÝèÆµÄ¦Æµâ³³ê½f[^ªoÍ³êÜ·B½¾µCúËõÀ±ÌêC~ÏOÌdqo`\¢Éàs´ÔÍË¶µÜ·ÌÅÓªKvÅ·Bµ½ªÁÄCICÅÌ¦Æµâ³Ì@\ÍItÉµCKvÉ¶ÄKØÈItCâ³ðs¤û@ªÀp
Fig. 5ÇÝoµ ASIC ÔÌ¼zsNZÖÌ­xªz

IÅµå¤B
2.2.3

GlM[lÆ´xÁ«GlM[lÍCRp[^ld³ðSsNZ
¤ÊÌîd³ÉÁ¦ÄsNZÌ÷²d³Éæè²®
Ì´ÉæèC1 õq©çñ106 i20rbgjÜÅÌ­x·é±ÆÉæèClÌªUð50 eV ÈºÉÏê»·é±f[^ðæÆµÄL^Å«Ü·BñÜÀ±ÅµÎµÎ

Æªoéæ¤ÉÝv³êÄ¢Ü·B±ÌZ³Éæè 1âèÆÈé¿Â«©çÌuõ X üÉæéáGlM[÷­Ì´xÌêl«ðB¬µÄ¨èC2 ³oíÅæ­obNOEhðÅ«é±Æà_Å·B±ÌñHp¢çêé}XNâ³ÍÊísíêÄ¢Ü¹ñB

nðÍ©172 mm pÌÊÏÉgÝÞ»¢ZpÆµÄ0.25
mm CMOS vZXªp³êÄ¢Ü·B
ASIC ÌsNZÍ CMOS vZXÅÌà¯Üèð

GlM[lÌZ³ÍCW¿©çÌ Ka uõüðoÊSÊÉÆËµÄs¢Ü·B÷²d³Íe¾ÝèàÅÙÚêèÅ·ÌÅC¤Êîd³ÌÝðZ³ÈüÉÁl¶µÄ60~97sNZÉ§ÀµC8~2 ÌÇÝoµ`Ä²®·é±ÆÅCÓÌGlM[lðÝè·é±Æªbvð 1 ÌVRZT[É{fBO·é±ÆÅ«Ü·BGlM[Z³Í{Ì X ü¹ðp¢ÄsíÉæè CS óõÊ ÏÅ487~ 195sNZ iÊ ÏÅ 83.8êÄ¢Ü·ªCºÀÍoiWEÉæé5.0 keVCãÀÍ

mm~33.5 mmjÉg£³êÄ¢Ü·B×Ú·éÇÝoµLfÉæé11.9 keV ÜÅÅC»êæèGlM[¤Í`bvÔÉÍ 1 sNZªÌÔª¶ÝµÜ·ªCFig. 5

Æ©ÉZ³ðs¤Kvª

èÜ·BÌ¶}É¦·æ¤ÉC`bvOüÌsNZÉÊu·éZÀpãÌ¯Ó·×«_ÆµÄC×Ú·ésNZÌ«E

T[ãÌdÉÍCÔðJo[·éæ¤ÉêÓª1.5{

ÌæÉ X üªüËµ½ÛC¶¬·éd×ªVR}Ì

Ì·û`^ÌsNZÉÈéæ¤gå³êÄ¨èC×èðgUµÈªçdÉÉÚ®µÄ 2 ÂÌdÉÅûW³ê¤·û`^sNZ ACB Ìvª IA CIB ðCIA ~2/3,

éCàC`[WªÌe¿ÉÓ·éKvªèÜ

IA~1/3{IB~1/3, IB~2/3 ÆÄªz·é±ÆÅâ¢C4 Â·B»ÌÊClªá·¬éÆ¼sNZÅñdÉJE

Ì`bvÌGbWÉ¢Äà¯lÌ´Å­xªzðsgµÄµÜ¤_uJEgªN±è¾Ü·BtÉC

258  úËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5

ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·ÝiÅVÌ 2 ³oíjlª·¬éÆd×Ìêª×ÌsNZÉRêÄgl^tH[}bgÍ32rbg TIFF `®Å·ÌÅC±ÌÏªá­ÈéCxgÍ¦ÆµÄµÜ¤±ÆÉÈèÜ

Zû@ÉæèXÉL¢_Ci~bNWÌæð¾é±·B»±ÅÁÉâèÌÈ¢ÀèClÌWlÆµÄüËÆªÅ«Ü·ÌÅ¥ñpµÄº³¢BPILATUS ÌÇÝ

X üÌGlM[Ì 1/2 ÉÝè·é±Æð§µÜ·Boµ¬xÍ 3 ms ÈºÅ·ÌÅCªªèðsÁÄàX±ÌÝèÅÍC`[WªÉæèûWd×ª 2 ÂÌsÍ³Å«éÍ©ÈöxÅ·B

NZÉ×ÁÄàCd×ûWÌÎèÌå«¢ûÌsNZ

2.2.5

IõÔÆÇÝoµÔªK¸lð´¦C­È¢ûÍlÈºÉÈèCüË X

PILATUS_100K ÍÇÝoµÔª2.7 ms ÆZÔÅüÉÎµÄ 1 Î 1 ÌÎª¬§µÜ·Bµ½ªÁÄC

é±Æ©çC7 ms IõÆ 3 ms ÇÝoµÌ10 ms TCN

WÅpÓ³êÄ¢éá¾ÅÌLfÌZ³ÜÅÅà24

i100t[/bjC2 ms IõÆ 3 ms ÇÝoµÌ 5 ms

keV ÅÌÀ±ÉÎÂ\Å·B

TCNi200t[/bjÆ¢Á½¬ªªèªêûÅCüË X üÌGlM[æè 1 keV öx¬³¢

Â\Å·B±ÌJèÔµªèÌJnÍCR}hüÍ©

lÉÝèµ½êÅào´xÌáºÍ 1`2 öxÅçJn·éû@ÆOMi5 V TTLjÉæé§äÌ 2èC¿üèÅ­¶·éuõ X üobNOEhðyÊèªÂ\Å·B¸·éÌÀ±ðÉ¶ÄÍClð 1/2 æèßÉI õ  Ô Texp Æ J è Ô µ T C N   Ô Tperiod Í C

Ýè·é±Æà S/B äÌüãÉLøÅ·B

iTperiod_Texp)3 ms ÈãÌðºÅCÓÉÝèÂ\Å·B

2.2.4

Texp Æ Tperiod ÍÔðR}hüÍ·é¼COMÌ_Ci~bNWÁ«Ïª^oíÆÙÈèÇÝoµmCYª³¢±Æ©çC
JE^[Ì20rbgÌ_Ci~bNWðtÉg¤ªÅ«C1 õq©ç106 õqÉé 6ÔÆµÄ§ä·é±ÆàÂ\Å·BªªèÌpáÆµÄC|ÂnÚÌnZÉÃÅ»Éné­xªÛÌÏ»ð»ÌêÏ@µ½áðÐîµÜ·4,5)B±Ìz ð 1 ñ Ì I õ Å L ^ Å « Ü · B Fig. 6 É SPring­8»ÛÍ|ÞÌ}MCnZCÃÅC}âÌMTCNªCí

BL19B2 Åæ¾µ½At@XVJÌ´¬pUy¸©bOãÌZÔÅI¹·éåÏ¡GÈßöðº¢CÑ»Ì­xvt@Cð¦µÜ·B±ÌðÅÍIõ

À±ðÀ{µ½ SPring­8 AWÔ 2 ªÅ 5

[^[r[CÈãÌ_Ci~bNWª¾çêÜµ½

BL46XU ðàÁÄµÄà100t[bªèðs¤ÆsªCQlÆµÄÀ±ðÍ¯¶ÅIõÔ 5 ªÅæ¾µ

NZ½èÌtHgÍ10ÈºöxÆ÷ãÆÈèC

½ IP Ìf[^ðÂüÅ¦µÜ·B

ÇÝoµmCYt[©Â´xÆ¢Á½ PILATUS ½¾µC2.2.1Åà¾µ½ÇÝoµ ASIC ÌÔÌ¼zoíÌÁ«ðàÁÄnßÄ¬÷µ½áÅ·BFig. 7 ÉY

sNZÖÌÄªzÉÓ·éKvª èÜ·B±±ÅÍC»¨Ío^I[XeiCg|Ì}âgD`¬ßöÌÏ@

3 sNZªð 2 sNZC½¢ÍC9 sNZªð 4 s
NZÅvªµÄ¢Ü·ÌÅCêlÈ­xªzÌêC_
Ci~bNWÍ 2/3C½¢ÍC4/9 ÅOaµÄµÜ¢
Ü·B±ÌâèÍJèÔµªèi2.2.5QÆjðpµÄ¡ñÌI õÉª¯Ä ÏZ·é± ÆÅñðÅ «Ü·B
ASIC ªÚ·éJE^[Í20rbgÅ·ªCoÍf[Fig. 6PILATUS_100K ÉæéAt@XVJÌ´¬pUÆ»Ì­xvt@CÆ IP Éæéärf[^Fig. 7Y»¨Ío^I[XeiCg|Ì}âgD`¬ßöÌÏ»Ìêá

úËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5  259

ÊÌêáð¦µÜ·B±ÌÊ©çÍCI[XeiCg
ig jÆYf»Ío¨Å

é NbC Ì_ÈúgD(a)ðnZ·éÆCtð¦·n[p^[©çÌ
tFCgid jª»oµ(bjCÂÃ¢Ä g ª»o
(cjCNbC »oÅtªÁÅ(djCÅIIÉ g ÍzügDð¦·êûCNbC ÍÏêÈOóÉªz·é±Æªí©èÜ·(ejB±Ìæ¤Éñ³Ôªð X üñÜÉæ
èC@BI«¿ÉÖA·é}âßöÌgDÏ»ð¾ç©É·é±Æªoéæ¤ÉÈèÜµ½B
ãLÌû@ÅÍIõÉ 1 ÌæðoÍµÜµ½ªC¡ñÌIõðÏZµÄ 1 ÌæðoÍ·é±ÆFig. 82 ³®æð¾é±ÆªÅ«é FPD Ìû®

àÂ\Å·B±ÌêCTexp Æ Tperiod ÍæèZÔÉÝèÅ«CTexp ðá¦Î300 nsCTperiod ð~ÏOÌ RF
Mðp¢Ä§ä·é±ÆÉæèCÁèÌr[o`ÌÝ©çÌÛðÏZ·é±ÆàÂ\Å·B

ÂõÏ·©ç¶¶éæ¿Ìò»ª³¢±ÆÈÇªÁ·ÆÈÁÄ¢Ü·BÔÚÏ·^ÌuõÌÌú³ÍCóÔªð\ðd ·éê ÉÍ­ C´xðd ·éêÍ ú­

3. tbgploí

i500 mm öxjÝè³êÄ¢Ü·BÜ½C¼ÚÏ·^ÌX üowÌú³ÍCX üzû¦ðl¶µÄ 1 mm öx

3.1

tbgploíÌTv

ÉÝè³êÄ¢Ü·BÔÚÏ·^C¼ÚÏ·^Æàãp@ãÃæffÉ¨¢Ä 2 ³æð¦é½ßÌ X üí[J[ðSÉàO[J[ªeíÁ«ðÁ½

oíÆµÄC1950Nã©ç X üC[WÉCeVt

FPD ðsêÉñµÄ¢éÆÆàÉCúiàÅVµ¢@CAiImage Intensier)_eriII_TVjnªJ­³

oíªJ­³êÄ¢Ü·B
2 ³®æð¾é±ÆðÏ_ÆµÄCII_TV nÆärêC»ÌãCÁ»íffCSÇnffÈÇÌãpæf
fCX ü\¢ðÍCYÆpÈÇÌªìÉL­p³µ½êÌ FPD ÌÁ«ÆµÄCêÄ«Üµ½B¾çê½æÍAiO}ÌÉL^³êÄ

P
ü

_Ci~bNWªL¢B¢Üµ½ªC1980NãÜÅÉÍfW^}ÌÉL^Å«ñ4éæ¤ÉÈèÜµ½B»ÝÜÅÉ´xCåÊÏÌ II_fâêÌæãÅíÊÌÌ X üzûÉÎµ½ê

TV nªÀp»³êÄ¢Ü·BêûC±±10NÙÇÌÔÉC

²ÆÉÅKÈRgXgðÂæ\¦ªÂ\ÅII_TV nÉärµÄæcÝªÈ¢C_Ci~bNéBéÈÇÌÁ«ðÂtbgpl

Q
ü

ÉfBeN^[iFlat Panel Detector: FPDjªJ­³êC

R
ü

Wªå«¢C¬^ÅÌL¢ÍÍÅ¼ü«ðÂBèÊIÈæfÅßÅÍãpæffÌªìÅà II_TV nÉÖíÁÄ½

X üoø¦ª II_TV nÆ¯ÈãÅéBcÝªÈ¢óÔªð\æðfW^f[^ÆµÄ¾é±ÆªÅ«éB¸xÌæffCævªªÂ\ÉÈéÆúÒ³ê­ÌffuÉgÝÜêÄ«Ä¢Ü·BÈºÅÍCúËõC[WOpoíÆµÄCII_TV
nÆàärµÈªçCFPD ÌÁ«CpáðÐîµÜ·BéBSüÂóÅRpNgÈoíÅéB

BeÉÖ·é³Ü´ÜÈpªúÒ³êéB½Æ¦ÎC

3.2

FPD ÌíÞÆÁ«R ÌÁ«Æàí¹ÄC}`XCXfwÌì¬ü

FPD ÍCüË X üðd×ÉÏ··éû®Ìá¢ÉæÁigVZVXjÈÇªeÕÉÂ\ÆÈÁÄ¢éBÄCêÊIÉÔÚÏ·^Æ¼ÚÏ·^ÆÉåÊ·é±ÆªÜ½CÕ°Ì»êÅÍoíÌ³ÒÖÌ³´ª¬³

Å«Ü·BFig. 8 É¦·æ¤ÉÔÚÏ·^ÅÍCX üÍu¢Æ¢¦éBõÌiCsI ÈÇjÉæèêxõÉÏ·³êC³çÉtHg
_CI[hÉæÁÄdCMÉÏ·³êÄ TFT (ThinÈÇª°çêÜ·BêûÅCTFT ÌMG¹âÇÝoµû®ÉNö·éG¹

Film Transistor) ÉæèæfÉÎµÄÇÝo³êÜ·BÎôCáüÊÌæ¿ÌüãÈÇÍ¡ãÌÛèÅCMOS C[WZT[ðp¢é^CvàèÜ·BêíêÄ¢Ü·BFPD ÌÁ«ð\·p[^ÌÐÆÂÆ

ûC¼ÚÏ·^ÅÍCX üÍ¼±ÌfqiAt@XµÄCêÊIÉæ¿]¿Åp¢çêÄ¢é DQE (Detec­

ÉZia_Sejâ CdTe ÈÇjÉæè¼ÚdCMtive Quantum Eciency) ª½p³êÄ¢Ü·BDQE ÍC

ÉÏ·³êé±ÆÉÈèÜ·BºL®Å¦·æ¤ÉCüÍ¤Ì S/NCoÍ¤Ì S/N Ìñ

ÔÚÏ·^Í¡ÜÅÉ~Ï³ê½uõÌâ TFT ÈÇÌù¶ÌZpðpÅ«é±ÆC¼ÚÏ·^ÍuõÌÉæé

260  úËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5

éÆ¢æÌäÆè`³êÄ¢ÄCüË X üõqÉKi»³ê
½lÅèCC[WOVXeSÌð]¿iüË X

ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·ÝiÅVÌ 2 ³oíjüõqðÇÌöxLøÉpÅ«Ä¢é©j·ép[^ÅéÆ¢¦Ü·B±Ì½ßCfW^æVXe¯mÌ]¿CfW^æVXeÆAiOæVXeÌÝ]¿ÈÇÉp¢çêÄ¢Ü·BzIÈVXeð
DQE1.0ÆKi»µÄ\¦µÜ·B
Fig. 9DQE(So/No)2/(Si/Ni)2úËõPF X üðp¢½ 2 ³®æVXe±±ÅÍCDQE ðÜß½ FPD ÌàÂî{p[^Ìáð¦µÜ·B¼ÚÏ·^ FPD ÅÍCæfÌå«³150
mmCæfñ3000~3000CæL^¬x30 images/sec,
DQE 0.5 _0.8 öx Ì l ð à Â à ÌC Ô Ú Ï · ^ FPD ÅÍCæfÌå«³100 mmCæfñ1200~1200CæL^¬x30 images/sec, DQE 0.5_0.8öxÌàÌª·B­ÜÅàáÅ

èÜèCÚIÉ¶Ä½­ÌíÞÌ»i

èÜ·B¼^Æà DQE ÍCII_TV nÆ¯ÈãÆÈªÁÄ¢Ü·BÜ½CÛIÉW»µ½ FPD ÌÁ«ð]¿·éû@ªCInternational Electrotechnical Commission

Fig. 10(IEC) ©ç IEC62220ÆµÄñ¥³êÄ¢Ü·B

3.3

FPD ðp¢½úËõÉæéÕ°á¥®¬¢eÌêái}gåwñ)Ç¼ÌíÉdÈÁ½ªÌ¥®¬nÌ`oªæèN¾É»Ý FPD ÍCÕ°ÌêÉ¨¢ÄàL­p³êÂÂ

ÈéÆÆàÉCxìÈÇ§ß X ü­xªå«¢ÊÅàèC¡ã X üæffÌÈ©ÅåÏå«ÈððSÁKvÈîñð¸¤±ÆÈ­BÅ«éÆúÒ³êCÀÛÌ

Ä¢­àÌÆúÒ³êÄÜ·B±±ÅÍCPF_AR ÅÌP³ÒÖÌBeÅàÀØ³êÜµ½BFig. 10 ÉÕ°pÌ

F X üðp¢½C[WOÌáðÐîµÜ·B
Fig. 9 ÉÍCPF_AR Ì}üõ¹r[C NE1 ÅÕÊÌêáð¦µÜ·BFPD Å¾½(a)}ÅÍCxìÉdÈ
Á½E¥®¬iîójâÁÊª¾ÄÉ¯ÊÅ«Ü·B°pÉgp³êÄ«½ 2 ³®æffVXeÌT]Ì II_TV nÅBµ½êð\»µ½áiæjOð¦µÜ·B±ÌVXeÍC1 ÌæÌÆËÔð

ð(b)}É¦µÜ·BBnÌ_Ci~bNWª¬³ßé½ßÌ¬ X üVb^[CªõõwnCX ü­¢½ßCxìCÁÊÌæîñªêÁ¸µÄ¢é±

xtB^[CíüÊvC³ÒÊu§änCBnCÕÆªí©èÜ·B³ÒÌ\ÊíüÊÍCÊíÌÇ¢e°êpnb`CÕ°pC^[bNnÈÇªÜÜêÜ¸ÉärµÄ\ªÌêöxÅ·Bic)ÍC»ÌêÅÌf

·BBnÍúíÕ°Åp¢çêÄ¢é II_TV nðW^æðsÁ½êáÅ·BfW^»µ½f[^

pµC»ÌãCFPD ðp¢Ä«Üµ½B}É¦·æ¤ð¸xÅ¾çêé½ßCæ¿üPðÈÖÉs¤±ÆàÅ

Éªõ»ÌñÎÌ½ËÉæè 2 ³ÌÆËÊÏðÂ«Ü·B

PF X üi35 keVjÍC­ X ü­xtB^[CíüÈ¨CsÌÌ FPD ÍC]Ì X ü­¶uÌ X üðÊvð§ßµÄ©çC³ÒÌw¤ÖÆÆË³êÜ·B

p·éæ¤ÉÅK»³êÄ¢é½ßCÀÛÉúËõPF

¥®¬nÌ X üffÍCÚIÆ·éÇnÌ¯ÊÉÅ

X üÅgp·éêÉÍCæ\tgEFAðÜß

KÈBeûüªmèµÄ¢Ü·BX üeæãÅ¥®

½ FPD VXeSÌÌÅK»ªKvÅ·B¡ãCæè¬nª X üzûÌå«¢Òâ¶SºÈÇÉdÈçÈ¢xÌC[WOðs¤½ßÉC¤ÚIÉæÁÄÙÈé

ûüðIð·é±ÆÅC¥®¬nÌ X üeÌåª

PF X üGlM[CX ü­xÉÅK»µ½ FPD ªKv

ÍCxÌ X üeæãÉdÈé±ÆÉÈè¯ÊªeÕÉÈÁÄ­éàÌÆl¦çêÜ·B

ÆÈèÜ·Bµ©µC¥®¬nÌêÍ¶SºÈÇÉdÈÁÄ¨èC¼Òð¯É`o·é½ßÉCÁÉ×ÅÌÅ

4. »Ì¼Ì 2 ³oíKRgXgÅÌ\¦ðs¤½ßÉVµ¢oí
iFPD: Varian PaxScan 2520jð2005NÉ±üµÜµ½B

4.1}CNp^[KXoí

II_TV nÉärµ½ FPD ÌÁ·ÍCùqµ½æ¤ÉfW

KXäávÇÌ´ðp¢½ 2 ³oíÆµÄ^æf[^ióÔªð\F130 mmjð¼Ú¾çêCÍC½cäávÇiMWPC, Multi Wire Proportional¸xÅxÈæðKÅ«é±ÆC_Ci~bN

CounterjàßÉÍúËõÀ±Åp¢çêÄ¢Üµ½

WªL¢±Æi12 bit ÈãjÈÇÅ

ªCv¦Á«iSÊÏÉÎµ104 ©ç105 cps öxjCÊ

èCCÌÈúËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5  261

Fig. 11mPIC Ì´}uªð\iC[Ôu 1 mm öxjÉ§ÀªèCõ

Fig. 12 VJntÌ¬pxUvt@C

¹ÌPx»ÉÆàÈÁÄgíêÈ­ÈèÜµ½Bµ©
µCpXv^Å©ÂL¢ÊÏðÔÈ­¢¦éÆ¢¤_ÍCsNZACoíÉÍ³¢Á·ÉÈèÜ·BêûÅCKXäávÇÌXÉVµ¢ZpÅé Gas Elec­tron Multiplier (GEM), Micro­Pixel Gas Chamber (mPIC),
Micro­Mesh Gas Detector (MICROMEGAS) Æ¢Á½ZpvVÉæèCGlM[¨©çp¤Éü¯ÄÌ¢EIÈJ­¤£ªWJµÄ¨èC±êçÌoíÍÌµÄ}CNp^[KXoíiMPGD,

Micro

Pattern Gas DetectorjÆÄÎêÚ³êÄ¢Ü·B±±ÅÍCX üpðÌêÂÆµÄsåwJX¤ºª

Fig. 13J­µÄ¢é mPIC ÆúËõðp¢½Á«]¿ðÐîµÜ

SOI sNZoíÌ´}·6,7)B
Fig. 11 É mPIC Ì´}ð¦µÜ·Bx[XÆÈéîÂ

ðp¢Ä SPing­8 BL45XU Åæ¾µ½VJntÌ¬p

Íú³100 mm Ì|C~hÅC¼ÊÉÝ¢É¼É400

Uvt@Cð¦µÜ·7)BpXv^Ì_Åmm ÔuÅAÉXgbvÆzÉgbvª`¬³êÄ¢

é106 ÈãÌL¢_Ci~bNWªB¬³êÄ¨èC

Ü·BAÉXgbvÉÍ400 mm ÔuÅ~`ÌªpXv^Ì_ªÀØ³êÄ¢Ü·BèC»ÌSÉîÂðÑ¢Ä50 mm aÌzÉsNZª`¬³êÄ¢Ü·B±êÉæèäávÇðÖØèÉµÄc¡ÉÀ×½æ¤È\¢ðÀ»µÄ¢Ü·BÅßÌiWÆµ4.2

SOI sNZoí±±ÅÍCJ­iKÉéoíÌêáÆµÄCSOI

ÄMglÌ×d½Ïðæé±ÆÉæèÊuªð\ªiSilicon­On­InsulatorjZpðîÉúËüZT[ÆÇÝ90 mmirmsjÜÅÉüãµÄ¢Ü·BÜ½C±ÌlÈ¡oµ LSI ð¯êvZXÅ»¢·é SOI sNZoíGÈMÉà©©íç¸Cv¦Á«ÆµÄ 5 MHz

ðæèã°ÄðàµÜ·8,9) BSOI ZpÆÍCSi wÌºÉÈãiSÊÏ½èjªB¬³êÄ¢Ü·B

SiO2 ÌâwðßÞ±ÆÉÆègWX^[ð®

LøSÊÏÆµÄÍ10 cm~10 cm Æ30 cm~30 cm Ì 2

SÉª£µCáñ¶eÊ»Æ¬»ðÍ©éVµ¢¼±ÌíÞÅCsNZACoíÆärµÄæèL¢ÊÏÉ»¢vZXÅC¡ãÌ LSI vZXÌå¬ÉÈéàÌ

nès´ªÈ­A±IÈæª¾çêé±Æª_Æ¾ÆúÒ³êÄ¢Ü·B¦Ü·BoKXÆµÄÍLZm70÷ÆG^30÷Ì

Fig. 13 É SOI sNZoíÌTO}ð¦µÜ·B±¬KXªp¢çêÄ¨èCÞÉ0.1 mm úÌ|C~±ÅÍïR¦ Si EGn[ÆáïR¦ Si EGn[ð\èhðp¢½¶Øè\¢ÌÌðJ­·é±ÆÅCKXú

 í¹½ SOI EG n[ª p¢çê Ü·B ïR¦ EG

5 mm Å 8 keV ÉÎµ50÷ÆKXoíÆµÄÍÉßÄn[¤i}Ìº¤jÉ p_n ð`¬µZT[Æµ¢oø¦ðmÛ·éÆ¤ÉCKXð·³µÉ 1 ÈÜ·BêûCáïR¦EGn[i}Ìã¤jÉÇÝoµñãÌÀè®ìðB¬µÄ¢Ü·BFig. 12 É10 cm poíHðgÝCâwÉðJ¯ÄZT[ÆñHðÚ±µÜ

262  úËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5

ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·ÝiÅVÌ 2 ³oíj·BÓ«SOI sNZoíÌå«ÈÁ¥ÆµÄCtbv`bv{fBOÈÇÌ@BIÚðî³¸ÉêÌ»oé{eð·M·éÉ½è½­ÌFlÉ¨¢bÉÈèÜµ½BÁÉ DECTRIS ÐCZFà®HÆÌÄºõ¡³ñC

bg©çCæè¬ÊÏÌsNZª]ßÜ·BÜ½C

såwFü¤ºÌJXB³ñCGlM[Á¬í

SOI vZXÍANeBuÌæª\©çS nm Æ¤@\ªèíJ­ºÌVäNv³ñÉÍMdÈ¿É­CoN©çÌe¿ª­È¢ÌÅCêÊIÉúËüÏ«f[^Ì²ñð¸«Üµ½B[­´ÓvµÜ·Bª¢Æà¾íêÄ¢Ü·B
KEK ÅÍ2005NÉ«dCHÆÌ CMOS SOI vZX
ðüÇ·é±ÆÅ SOI sNZoíJ­ðJnµÄÈ

pîñ
1.

DECTRISihttp://www.dectris.com/jªWJ³êÄ¢Ü·BúËõpÆµÄÍCMEDIPIX ^CvÌpXv^sNZoíÆ XFEL ÅÌÉZpPILATUS oíSLS oíO[vihttp://pilatus.web.psi.ch/j

CGlM[¨ÌÝÈç¸pªìÉü¯ÄÌJ­2.

Xõ¹ÖÌpàìÉs´ÔÌ³¢Ïª^sNZ

X ütbgplZTiCMOSj
l¼zgjNXò

ihttp://jp.hamamatsu.com/index.htmlj

oíÌJ­àÝçêÄ¢Ü·B3.

5. ¨íèÉ

PaxScanoAfBJVXeY
ihttp://www.varian.com/jÅVÌ 2 ³oíÆµÄCsNZACoíC

4.

mPIC

tbgploíÉÂ¢ÄðàµÜµ½BÜ½C¡ãsåwåw@w¤È¨wÉF¨wêU¨

úÒ³êéVµ¢ 2 ³oíÆµÄC}CNp^[wæñªìFü¤º

KXoíÆ SOI sNZoíðÐîµÜµ½B
sNZACoíÉÖ·é±±10NÌ­WÍÚo

ihttp://www­cr.scphys.kyoto­u.ac.jp/j5.

Üµ­CÁÉ PSI ÅJ­³ê½ PILATUS oíÍúË

SOI sNZoí
GlM[Á¬í¤@\ªèíJ­ºõ{ÝÌÝÈç¸{ÅÌ X ü­¶uÅÌpÉàÉ
ßÄLøÅ

ihttp://rd.kek.jp/jèC}¬ÉyªiWµÄ¢Ü·B{eÅQl¶£ÍCpX^oíÆµÄÌÁ«yÑúËõÀ±Åp·éÛÌÓ_ðl@µÜµ½Bs´ÔCGlM[lÆ´xÁ«C_Ci~bNWÁ«CÇÝoµ¬xÁ«Æ¢Á½vfÉÂ¢Ä³µ­ð·é±ÆÅC]è@Ìv¬»C¸§»âVµ¢vªè@ÌJñÉÑÂ­Åµå

1)2)¤B¡ãÌW]ÆµÄÍCesNZÌv¦¾¯ÅÈ­GlM[îñðàæèÞCàCJ[C[WO

3)àÀ»Â\ÉÈÁÄ«½ÌÅÍÈ¢Åµå¤©BÜ½CJ­iKÉéoíÆµÄÐîµ½C}CNp^[ KX oíÆ SOI sN Z oíàC »ê¼

4)êCpX^oíÌåÊÏ»C¬sNZ»ÉqªéZ

5)pÅèC¡ãÌiWªúÒ³êÜ·BãLÌ 3 ÂÌ^CvÌoíÍGlM[ÉF¨wâúËõÌîbÈw©ç¶Ýo³ê½ZpÅ

6)éÌÉÎµCtbgploíÍãÃ@íÖAÌ½­Ìé7)

ÆªQüµµ¢J­ÉÌ£ðWJµÄ¢é_ÅwiªÙÈèÜ·BÔÚ^Æ¼Ú^ÆÅî{IÈÁ«ÍÜè
Ü·ªCeÐªÆ©û®ðWJµÄIWieBðÅ¿oµÄ¢Ü·B½ÊoíC½¢ÍCÔoíÆàÄÎ
êéæ¤ÉC]ÌoíÆärµÄyÊÅRpNgÅ

8)
9)

H. Toyokawa, M. Suzuki, Ch. Bronnimann, E. F. Eikenberry,B. Henrich, G. Hulsen and P. Kraft: Proc. of SRI2006, AIP
Conference Proceedings 879, 1141 (2007).
B. Henrich, A. Bergamaschi, C. Broennimann, R. Dinapoli, E.
F. Eikenberry, I. Johnson, M. Kobas, P. Kraft, A. Mozzanica
and B. Schmitt: Nucl. Instr. and Meth. A607, 247 (2009).
P. Kraft, A. Bergamaschi, Ch. Broennimann, R. Dinapoli, E.
F. Eikenberry, B. Henrich, I. Johnson, A. Mozzanica, C. M.
Schleputz, P. R. Willmott and B. Schmitt: J. SynchrotronRad. 16, 368 (2009).
M. Yonemura, T. Osuki, H. Terasaki, Y. Komizo, M. Satoand H. Toyokawa: Mater. Trans. 47, No. 9, 2292 (2006).
Äºõ¡C¬FTCèGIC¬aTêC²¡^¼CLìGPFSÆ| Tetsu­to­Hagane 93, No. 2, 68 (2007).
T. Nagayoshi, H. Kubo, K. Miuchi, R. Orito, A. Takada, A.
Takeda, T. Tanimori, M. Ueno, O. Bouianovb and M.
Bouianovc: Nucl. Instr. and Meth. A525, 20 (2004).
K. Hattori, K. Tsuchiya, K. Ito, Y. Okada, K. Fujii, H. Kubo,
K. Miuchi, M. Takata, T. Tanimori and H. Uekusa: J. Syn­chrotron Rad. 16, 231 (2009).
T. Tsuboyama, Y. Arai, et al.: Nucl. Instr. and Meth. A582,
Issue 3, 861 (2007).
Y. Arai and T. Miyoshi: SPIE Newsroom, 10.1117/
2.1200907.1725 (2009).

é_©çCãwpCñÜÀ±ÌÝÈç¸Cr[CÌeíj^[ÅÌp¿lÍ­C¡ãvXpªiñÅ¢­oíÌêÂÅµå¤BúËõ Sept. 2009 Vol.22 No.5  263