C[WðÊ·TiCCD oíjã¾Nà PxõÈw¤Z^[ò|àWvà PxõÈw¤Z^[ò¯ì^là PxõÈw¤Z^[òE­mailFuekenspring8.or.jp
E­mailFtakespring8.or.jp
E­mailFhoshinospring8.or.jp

1. Í¶ßÉ
CCDiCharge coupled deviceCd×fqjðpµ½ X üp 2 ³oíÍC¡úCúËõp¤É¨¢ÄCX üC[WOCP»É²\¢ðÍC¬pUÈÇÌL¢ªìÅyµÄ¢é¾¯ÅÈ­C~[
ÉªõíÈÇÌõwn²®Åàp³êéæ¤ÉÈÁÄ¢Ü·B¯¶ X üp 2 ³oíÅFig. 1éCC[WOv[gi\èjâÊ^£ÂÈÇÆÙÈèCÙÚA

êÊIÈ CCD oíÌ\¬BáÆµÄÔÚ X üJð
°Ä¢éB±ÌêCÂõõwnÌOiÉuõÊªÝu³êÄ¢éB

^CÅæ»Å«éÌªÅåÌ_Åµå¤B
CCD Bfqðpµ½ X üoíÉÍlXÈû®ªèC«\Éàª

èÜ·BB@ÌíÞâ«\ðnmµ½¤¦ÅCÎÛÆ·évª@ÉÍCÇÌ^CvªÅàKµÄ¢é©ð»f·é±ÆÍ½¢ÖñdvÅ·B{eÅÍCÜ¸Cæ 2 ÍÅ CCD oíÌTvð¦µC
æ 3 ÍÅ CCD BfqÉÂ¢ÄðàµÜ·Bæ 4, 5 ÍÅCñÂÌ X üB@C·Èí¿CÔÚB^iÔÚ X
üJC±±ÅÍÁÉÂõÏ·^jÆ¼ÚB^i¼
Ú X üJjÉÂ¢Äà¾µÜ·Bæ 6 ÍÅÍCÔÚ
X üJC¼Ú X üJÌgpáðCÅãÉ¼Ú XüJÌJ[JÖÌpáðÐîµÜ·B

2. CCD oíÌTv

Fig. 2 CCD BfqÌ³ÊÊ^BSony » ICX263ALBæfTC
Y5.9 mm lûÉLøæf4000~2624B^nÉ]³êÜ·Bf[^nÅÍCfW^MÌæèÝÉ\¦ÈÇðs¢Ü·B

2.1

CCD oíÌî{\¬CCD oíÍêÊÉCÂõõwnÉCCD {ÌÉf[2.2

X üpJÌBû®ÆÁ¥^niÊíÍ PCjÅ\¬³êÜ·iFig. 1jBÂõX üÌC[Wð CCD BfqðgÁÄvª·éêõwnÍCJYâõt@Co[Å·BX üpJC»ÌBû®ÉÍCÔÚB^iÔÚ X üJjÅÍ»ÌOiÉÂõÏ·pÌuõÊª}ü³êé^

Æ¼ÚB^i¼Ú X üJjª

èÜ·B±Ì¤¿C

èÜ·BCCD {ÌÍBfqâ A/D Ï·ñHÔÚ X üJÍCX üðuõÊÅÂõÉÏ·µC»Å\¬³êÜ·BBfqÌÊ^ð Fig. 2 É¦µÜ·BæêðÂõõwnðîµÄ CCD BfqÅÏª·é^C

Cvà

fTCY 6 mm_20 mm öxCæfÍ640~480©ç2000

vÅ·BÂõõwnÉÍCt@Co[JbvÆY~2000Ìfqª½­p³êÄ¢Ü·BÅßÅÍ1000Jbvª

èÜ·BêûC¼Ú X üJÍ»Ì¼Ì

æfð´¦éæ¤È¸× CCD JÌpà¦Ä¢ÊèCÂõõwnªÈ­CX üð CCD BfqÅ¼Ú

Ü·BCCD J©çÌMÍfW^MÆµÄf[o·é^CvÅ·B

158  úËõ May 2009 Vol.22 No.3
(C) 2009 The Japanese Society for Synchrotron Radiation ResearchÁÊéæ ¡ C[WðÊ·Fig. 3ÛiCCD oíj(a) 4  CCD Ì\¢ÆMd×ÌÚ®ÌÍ®}i¤Ê©ç©½}jBib)dÉÌºÉoé potential well Æ»ÌÉ­ßçêÄ¢éMd×ÌÍ®}Bì®pXðKØÉ^¦é±ÆÉæèCpotential well Ì[³ªiKIÉÏíéBMd×Í»ÌðÚ®µÄ¢­B±±ÅÍC4  CCD ð¦µ½ªC±ÌÙ©Éà 2 â
3 Ì^Cvà éBÔÚ X üJÆ¼Ú X üJ»ê¼êÌåÈÁ¥[WiFDjAvõðÊµÄMoÍªsíêÜ·BÍÈºÌæ¤ÉÈèÜ·BÜ¸CÔÚ X üJÌÁ¥eæf©çÌMoÍèÍÈºÌÊèÅ·BÜ¸Zb

P úËü¹É­¢Bò
Q ÌgåÉk¬ÌæèÆµÄCò

gQ[giRGjðJ«CFD AvðZbghC

R CCD JÆÌgÝí¹ûÉæèoµ¢ªeÕBò

iRDjÌd³iá¦Î DC12VjÉZbgµÜ·BRG

íÆµÄÌÁ«ðÏ¦çêéBÈÇª°çêÜ·Bê

ðÂ¶½ãCoÍQ[giOGjªJ«Md×ª FD A

P MTFi4.3.3QÆjÌâ
ûC¼Ú X üJÍCòvÉ]³êéÆCFD AvÉd³Ï»ªN±èÜ

Q ÷ãõªèÅÐÍð­ö·éBòR êèð
´xªÇDBò

·B±Ìd³Ï»ðBfq©çÌMÆµÄoÍµÜ·BºÅGlM[ªðªÅ«éBÈÇÌÁ¥ªèÜ·BÂXÌÁ«ÌÚ×Íæ 4 ÍC¨æÑæ 5 ÍÅðàµÜ·B

CCD BfqÌíÞÍC]û®CÆËÊÌá¢ÉæÁÄCå«­ª¯çêÜ·BÈºÉi3.2j]û®C
i3.3jÆËÊÌá¢ÉÂ¢ÄðàµÜ·B

3. CCD Bfq1)
3.2d×]û®

JðIÔÛÉÍBfqÌ«\ðmé±ÆªdvÅ

CCD BfqÌd×]û®Í¢­Â©¶ÝµÜ··BCCD BfqÌdlÍe[J[ªöJµÄ¨ªC{eÅÍ»Ì¤¿i3.2.1jtt[gXtèCîbm¯ðàÁÄ²×Üµå¤B±ÌÍÅÍC»Ìî@[^Æi3.2.2jC^[CgXt@[^ÉÂ{Im¯ÉÂ¢Ä¦µÜ·B¢ÄðàµÜ·B

3.1

3.2.1

®ì´

CCD BfqÌî{IÈ®ìÉÂ¢ÄðàµÜ·Btt[gXt@[^

CCD Bfqð\Ê©ç©½Í®}ð Fig. 4(a)É¦µ

CCD BfqãÅÈ³êÄ¢é®ìÍåÜ©É¾¤ÆC

Ü·B±Ìû®ÅÍ CCD ªõdÏ·ÆMd×Ì~ÏðõdÏ·Éd×~ÏÉd×]ÉMoÍÌ 4 ÂÅ·B

S¢C»ÌÜÜi¼jd×]ðs¢Ü·BæfÉ¡

õdÏ·ÍVRÌohMbvñ1.1 eV æèàGÈ\¢ªÈ¢½ßCãqÌC^[CgXt

¢GlM[ðÂõqig·1130 nm ÈºjÉÎµ@[^Éä×éÆC~Ïd×Êª½¢ÌªÁ·Å·B¼

ÄN±èÜ·B±Ì±Æ©çÂõ¾¯ÅÈ­ X üÉæ]ÉõªÆË³êéÆC¼]ûüÉXg[NÁÄàVRÅõdÏ·ªN±é±Æªª©èÜ·B

iPüjª»êÄµÜ¤ÌÅC]JnOÉJjJV

Fig. 3 É CCD Ì\¢Æd×]ÌÍ®}ð¦µÜ·Bõb^[ÉæèõðÕf·é±ÆªKvÅ·B

dÏ·Éæè­¶µ½Md×Í MOS (metal oxide semi­
conductor) LpV^ÌdÉßTÉ`¬µÄ¢é poten­

3.2.2C^[CgXt@[^

tial well É~Ï³êÜ·B~Ï³ê½d×Íóõ©çC

Fig. 4(b)ÉÍ®}ð¦µÜ·BL­rfIJÈÇÅMoÍÉü©ÁÄ]³êÄ¢«Ü·ªC±Ì]ðp¢çêÄ¨èC»ÝÅà½­p¢çêÄ¢é^CvÅ

CCD ªS¢Ü·BFig. 3(a)É¦·æ¤É MOS LpV^·B±Ìû®ÅÍCõdÏ·Æd×Ì~ÏÍtHg_Cð`¬µÄ¢édÉªI[o[bvµÄÀ×çêÄ¢éI[hÅs¢C]Í CCD ªó¯Â±ÆÉÈèÜ·B½ßCFig. 3(b)Ìæ¤É q1`q4 Ìì®pXðÔÉ^¦éÆC~Ï³êÄ¢½d×Í potential well ªÎIÉá­ÈéûüÉ¬êÜ·B±Ìæ¤È]ªJèÔ³êCd×o¨æÑMoÍÅét[eBOÉfBt

õ üÓñH©çdCIVóÔÉèCMd×ðd³ÉÏ··éLpV^Æ­¶µ½d³ðoÍ·éAvÅ\¬³êÄ¢éB

úËõ May 2009 Vol.22 No.3  159

Fig. 4tt[gXt@[^ CCD ÆC^[CgXt@[^ CCD ÌÍ®}BÇ¿çà¼]
Í 3  CCD Å ½]Í 2  CCDB

ÀÛÍ~ÏªIíÁ½_ÅC·×ÄÌtHg_CI[hêÍJjJVb^[ÌA±®ìÅÍÀ»Å«È¢C©ç¯É¼ CCD Éd×]ðs¢C»ÌãSæfÇ

\ msec Æ¢¤æ¤ÈIõÔðÂ\ÉµÜ·BdqV½]ðs¢Ü·B±Ìb^[ÍÇÝoµ]ÜÅÌÔðtZµCÝè³ê½

ÔtHg_CI[hÍÌõdÏ·Æd×~Ïðs¤±ÆÝoµÌ½ßÌ¼¨æÑIõÔ¾¯d×~Ïªoéæ¤ÉCd×~ÏÌtHªoÜ·B]pÌ CCD ðÕõµÄ¢é½ßJjJ

g_CI[hðKXZbgiãqÌA`u[~OVb^[ÍsvÅ·BpÌdÉÉ¢dÊð©¯Äd×ð­§ro³¹Ü·j·½¾µCæfÌ\¢ª¡GÈ½ßCtt[g
Xt@[^Éä×ÄCÅå~Ïd×ÊiOad×Êjª­È­ÈéXüªèÜ·BÜ½CæfÌêª]p

é±ÆÅÀ»µÄ¢Ü·BQòðxÆø«Ö¦É´xðüã³¹éû@ÆµÄC

rjOÆÄÎêéè@ªèÜ·B±êÍ×è¤æf

CCD ÆµÄÕõ³êÄ¢é½ßCJû¦ªá­ÈÁÄ¢ÌM d×ð ÁZµÄæ èo·±ÆÉ æèÀ»³ êÜ

Ü·ªCBfqãÉ}CNYðzu·é±ÆÉæ·2)BÊíÇÝoµÌêÍ¼]ð 1 ñsÁ½

èCJû¦Ìáºðh®àoÜ·B½]ð¡ÌæfªJèÔµÜ·ªC1 ñÌ

3.3·B±êÉÎµÄ×è¤ 2~2 æfªðµ¤ 2~2 rj

Æ

½]

É FD AvðZbgµÄMd×ðÇÝñÅ¢«Ü³ÊÆËÆwÊÆË

Fig. 3 É¦³êÄ¢éæ¤ÉCBfqÌOÊð]dÉª¢ÁÄ¢Ü·ªC±êçÍ§¾È±dÞ¿ðp¢½

OÌêÍC¼]ð 2 ñsÁ½ãÉ
ÜèÜ·B³çÉC½]ªn½] 2 ñÉÎµÄ FD AvÌéöxÌõÍ§ßµÜZbgð 1 ñs¤±ÆÅCFD AvãÅMd×ðÏZ

·Bµ©µCÂõÌZg·¤ÅÍCdÉÈÇÉæé§ß·é±ÆªoÜ·B±êÉæèC4 æfªÌMd×É¦áºª[ÈâèÉÈèÜ·BZg·¤ÜÅ¢Ï·øÎµÄ 1 ñªÌÇÝoµmCY¾¯ª©©é±ÆÉÈèC

¦ðmÛµ½¢êÍCuwÊÆËiBack illuminationjv

S/N ª 4 {ÉÈèÜ·B¿ÈÝÉCSæfðÇÝoµ½ÈÇÅ`¬³êÄ¢é½ßC

Æ¢¤û®ªgíêÜ·B±êÍCFig. 3 Ìº¤©çîÂ

ãÉC2~2 \tgEGArjOðs¤ÆCS/N Í 2 {ðíèÝCBfqÌwÊ©çõðüË³¹éàÌÅÉµ©ÈèÜ¹ñB

·B±êÉÎµÄ Fig. 3 ã¤©çõðæèÞ^Cvð³

R
òPÈìèÌ CCD BfqÉ­¢õªüéÆCÊÆËiFront illuminationj^ÆÄÑÜ·B½­ÌsÌ

¼] CCD ÌeÊÉüè«êÈ¢Md×ª potential

Ì CCD BfqÅÍC³ÊÆË^ÆwÊÆË^Ì¼ûªwell ©ç[X³êÄ¨èCprÉæÁÄIðÅ«Ü·Bð­¶µÄµÜ¢Ü·BÂÜè 1 _É­¢õªüÁ½¾

3.4

ÌÅ·B±êðh®@\ªA`u[~OÅ·B±ê

ÓêoµC¼]ÌûüÉ­¢Xg[N¯ÅC»Ìæfª®·é¼]Ée¿ªyñÅµÜ¤

åÈ@\ÆÓ_Pd
CCD Bfqªõ¦Ä¢éã\IÈ@\ÆµÄCòÍ Fig. 3(a)ÌîÂÌÅºiÉ]ÆÍÊÌ potential well

Q rjOCò
R A`u[~OCòS
qVb^[Còð`¬µC

ADC (analogue­digital conversion) ÉÂ¢Äà¾µÜ·B

êÜ·B±Ì@\Í·ÔIõÆZÔIõðgÝí¹C^[CgXt@[^Ì CCD J

½C[IÉ_Ci~bNWðL°éæ¤ÈBeðs

ÍCÊíÍdqVb^[Æ¢¤@\ðÁÄ¢Ü·B±¤ÛÉLøÅ·Bµ©µC±Ì@\ðÂêCMd×Pò

160  úËõ May 2009 Vol.22 No.3

Óê½d×ðÌÄÄµÜ¤±ÆÉæèÀ»³ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·Table 1ÛiCCD oíj

SPring­8 BL20B2 ÅpÂ\È CCD Ji·×Äl¼zgjNXÐ»j

C4880_41S

ORCA II_ER

C4880_10_
14A

C9300_02

C9300_201

æfTCY

5.9 mm2

6.45 mm2

12 mm28 mm27.4 mm2

tH[}bg

4000~2624

1344~1024

1000~1018

1000~1000

640~480Oad×Ê

13000 electrons

18000 electrons

60000 electrons

70000 electrons20000 electronsADCÞ

12 bit/14 bit

12 bit/14 bit

10 bit/14 bit

14 bit12 bitfq^Cv

IT, MLIT, BI, ML

FFTEM, FTITt[[gÞ1.7 Hz/0.1 Hz

6.0 Hz/0.86 Hz

7 Hz/0.25 Hz

30.1 Hz82 Hz/150.6 Hz

ÇÝoµmCY

5 electrons

4 electrons

15 electrons

10 electrons

20 electrons

âp·x

C
|50

C
|60

C
|50

C
|50

º·

ÞFast scan Æ Slow scan [hBÇÝoµmCYÍ Slow scan BßFIT: Interline transfer, FFT: Full frame transfer, FT: Frame transfer, BI: Back illumination, ML: Micro lens, EM: Electron multiplyª½¢ÌæÅÍCü^«ª¿éÌÅC\ªÓµÈ¯ê~[ÈÇõwn©çÌGlM[ÌU X üÉæèÎÈèÜ¹ñB
Sòp·ér[Ciá¦ÎCSPring­8 BL04B1jÅÍCCCD BfqÌ_Ci~bNWÍCæfTC

CCD fqÆüÓñHªjó³êÄµÜÁ½±Æà

èÜ

Yâ\¢ÅÜéOad×ÊðÇÝoµmCYÅÁ½l·B±Ìæ¤ÉñHnÖÌúËü¹ª\©³êéêÆÈèÜ·Bá¦ÎCTable 1 ÉÍCU X üªBfqÉBµÈ¢æ¤ÉKXðé C4880_10_14A Æ¢¤@íÌêCOad×ÊÍ60000e_ÅCÇÝoµmCY}üµÄ¨¢½èCCCD Éü©ÁÄ­éU X üª­È

Í15e_Å·Bµ½ªÁÄ_Ci~bNWÍ4000ÆÈ­Èéæ¤ÈzuðÌÁ½è·éÈÇÌÎôð{µÄ¨­èÜ·BPÉl¦éÆMd×ðæflÉÏ··é½ßÆæ¢Åµå¤Bt@Co[Jbv®ÌêàC¼Ú

Ì ADC Í12 bit ÅÇ¢ÌÅ·ªCÃd¬âÅèmCYÈ

X üJÉä×éÆ

á¢É¢ÏúËüÁ«ð¿ÇªüéÈÇðl¶µC14 bit Ì ADC ðIðµÄ¢é

Ü·ªC_CNgr[ÌÆËÅÍt@Co[ªæ¤Å·BÜêÉ CCD J»iÅBfqÌ_Ci~ÄµÜ¤Â\«ªéãÉC»Ìð·ªeÕÅÍ

Fµ

èÜ¹

bNWÉÎµÄÉ[Éå«È bit Ì ADC ðÚµñBµ½ªÁÄC_CNgr[ðpµ½ X üCÄ¢é@íð©©¯Ü·ªCf[^ª¢½¸çÉ¦éÈ[WOæèÍCñÜõð¨¦é½ßÌoíÆµÄOÁÉÓ¡Í

p·éÙ¤ªKµÄ¢éÅµå¤B

èÜ¹ñB

Q
ò

X üæðÂõÉÏ··é±ÆÉæèCÌg

4. ÂõÏ·^ X üæoíiÔÚ X üJjfqÌæfTCYÍ 6 mm_20 mm öxÅ·iìÍ»Ì

4.1

ÂõõwnÅgå

åâk¬ÈÇÌæèµ¢ªeÕBÊípÂ\È CCD B
1000_2000{öxjB»±Å X üæðÂõÉÏ·µCTvÆÁ¥ÂõÏ·^ X üæoíiÔÚ X üJjÌî{\¢ÍCuõÊÉÂõõwnit@Co[Jbvé¢Ík¬µÄ©çCCDBfq

Ée·é±ÆÉæÁÄÀøæfTCYªÂÏÉÈèÜ·B
X üÉä×ÄZpªm§µÄ¢éÂõõwnÉæèC

é¢ÍYJbvjÉCCD BfqÌgÝí¹ÅÈÖ©ÂÀ¿Éªð\ 1 mm öxÜÅÌªð\C[W·BÂõÏ·jbgðî³È¢¼ÚB^ X üæ

OªÂ\ÉÈèÜ·öB¯lÉCk¬õwnð±ü·êoíi¼Ú X üJjÆä×½ÌÔÚ X üJÎLìªèàÂ\Å·Bµ©µCìª50 mm pÈãÌïÌIÈbgÍÌæ¤ÉÈèÜ·BÉÈéêÍC»êÉÎ·é½ßÌYnªå©ÂúËü¹É­¢iCCD ÖÌ¼ÚÆËüÊª­È¡GÉÈé½ßYJbv®æèàt@Co[õwn¢jB±êÍúËõ{ÝÅp·éÛÉÍdvÈÁ«ÅÅRpNgÉÜÆßé±Æªoét@Co[Jbv·BãÅ¦·æ¤ÉCL ^õwnðÂYJbv®

®ÌûªKµÄ¢éÆ¾¦Ü·BP
òÌêCSPring­8 ÌAW

[^[r[CÉ¨±Ìgåk¬nÍCÁÉCævªðs¤ãÅñíÉd

¢Äõqª1013 photons/mm2 /sec ÈãÌPF X üÌÏ@ÉàgíêÄ¢Ü·B½¾µC

ÜèÉ·ÔÌA±ÆËðs¤ÆCuõÊÉÄ«t«ª­¶µCævªðs¤ãÅxáªoÄµÜ¢Ü·B±ÌêÍuõÊ¾¯ð··êÎVi¯lÉ¶ÜêÏíèÜ·BÜ½CF X üðö XÉ×©¢\¢ðÏ@·é½ßÉCãqÌgpái6.2jÌæ¤

ÉCX üpÌYðgÁÄðgå·é X ü°÷¾
âCYðgí¸ÉæÉæÁÄðxÌæð¾ç
êé X üñÜ°÷¾ÈÇªJ­³êCÀp»³êÄ¢éB±ê
çÌè@ÉæèoíÌóÔªð\ðâ¤±ÆªoéBúËõ May 2009 Vol.22 No.3  161

vÈ|CgÉÈèÜ·B»ÌêáðÐîµÜ·BêÊÉC

Å·B½¾µC1 mm öxÌóÔªð\ªKvÈêÉÀX üJ ðgÁÄí ÊÌÌ X ü§ßð ¾éû@ÉèCP»Ì LSO(Lu2SiO5FCe{) ªp¢çêÄ¢Ü·BÍCíÊÌÌ¼ãÉJðu­§@ÆC÷¬õ¹©çPET (Positron emission tomography) pÌoíÆµÄmÌ­UõðpµCíÊÌÆJÌ£ð£µÄðgçêÄ¢éLSOÅ·ªC§xÌ³âJ«ª³¢Æ¢å·égåe@Ì 2 íÞ

èÜ·B¼Òðä×éÆC

ªð\ªÙÚoíÌæfTCYÆ¯¶öxÉ§À³êÄµÜ¤§@æèCgåe@Ìûª¢ªð\ª¾çê»¤Å·ªCgå¦ðã°é½ßÉJð¿©ç£¹¤Á·Í X üÉÎµÄàLøÅCóÔªð\Ï@pÉ
10 mm öxÉ­¤µÄp³êÄ¢Ü·B
Fig. 5 ÉÍYJbv®Åp¢çêÄ¢éuõÊÌ
lqð¦µÜµ½BP43ÍVJKXÌãÉ¾³êÄ

Î£·ÙÇC¿Éæé X üÌñÜÅª{Pé½ßC¨èCõÊðÒ®½ßÉ»Ìã©çA~öª{³êÄK¸µà»¤ÍÈèÜ¹ñBÂÜèCñÜÈÇÌe¿ª­¢Ü·iFig. 5(ajjBP43Í X üõ²ãÉÚÜÈÇÌúÈ¢i¿Èævªðs¤ÉÍ§@ªKµÄ¢é±ÆËü¹Éã¢Þ¿ª³¢½ßCÏúËü«ÉDêÄ¨èCÉÈèÜ·BúËõðgÁ½À±ÌêC_CNgr[1014 photons/mm2 /sec ÌPF X üðA± 1 ÔÈãÆË

ðpµ½Ï@ÌÙÆñÇÍ½sÆ¾¾Æl¦Ä·µxµÄàCÏ»ª©çêÈ¢öÅ·BêûÅ LSO ÍA¦

t@XJ[{ÌÂÉÚèÜ¹ñB±êçñÂÌ±Æ©çCX üæÌóÔªð\ðüã³¹éÉÍCX üJÌÀøæfTCY
ðCJÌgåk¬õwnðp¢Ä¬³­µC§@Éß¢ZbeBOð·é±ÆªÅÇÆ¢¦Ü·BR
òCCD JÌgÝí¹ûÉæèCoíÆµÄÜiOüd»÷jÅ\èt¯çêÄ¨èiFig. 5(bjjCßxÈ X üÆËðs¤ÆCÚÜªªðµ»Ìe¿ÅuõÊÉÐÑªüègps\ÆÈÁÄµÜ¢Ü·B
Table 2 Éà°Ä¢Ü·ª P43Í¼ÌuõÊÉä×é

Q Æà§ÚÉÖíÁÄ­é±ÌÁ«ðÏ¦çêéB±êÍòÆ¸Ôª 1_2 msec Æá±·ßÅ·B±êÍ500 Hz È

ÆÅ·ªC¬»É¸×»ÈÇà CCD Jðð··ãÌ¬xÅÌÏ@ªoÈ¢±Æð¦µÄ¢Ü·BæèZéöxÎÅ«Ü·BSPring­8 BL20B2 ÅÍC¢ÔÌÏ@ªKvÈêÍCYAG(Y3Al5O12 FCe{ ) Ì

Table 1 ÉÜÆß½æ¤È CCD Jðµ¦ClXÈ¤¯²ðp¢éªoÜ·ªC¯¶úÝÌ P43Æär·épÀ±ÉÎµÄ¢Ü·B

ÆCñ 1

4.2

4.3

é±ÆÅ

uõÊ

ÂõÏ·ÌÛÉp¢çêÄ¢éuõÊÍprÉæè¡¶ÝµÜ·Bã\IÈÞ¿Æ»ÌÁ«ð Table 2 ÉÜÆ

4.3.1

¿Ì­õÊÆÈèÜ·3)BÂõõwn
YJbv®4)

YJbv®ÍCÔÚ X üJÌÅààÁÆ

ßÜµ½BÙÆñÇ·×ÄÌÔÚ X üJÉÍ²ÌP43(Gd2O2SFTb{ ) ªp¢çêÄ¢Ü·B±êÍC»ÝèÉüêçêéuõÊÌ¤¿ÅÅåÌ­õø¦ðàÂ½ß
Table 2uõÌÌp[^[

LSO

P43

YAG

g¬

Lu2SiO5FCe{

Gd2O2SFTb{

Y3Al5O12FCe{§x

7.4 g/cm3

7.3 g/cm3

4.5 g/cm3­õg·

420 nm545 nm

530 nm¸Ô40 nsec.

1_2 msec.

300 nsec`óP»²iq1 mm)P»É²

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10 mm_20 mm

8 mm_
50 mm

10 mm_
200 mmFig. 5

Fig. 6

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ður[j^[v»êÈ~ðuCCD JvÆÄÔ±ÆÉ·éBuõÊÌÍ®}Bia)²ó P43uõÊBib)P» LSO uõÊ

162  úËõ May 2009 Vol.22 No.3

ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·Fig. 7ÂõÏ·jbgur[j^[vil¼zgjNX» AA40Pif2 4mmjjÉuCCD Jvi¯Ð» ORCA
II_ERif35 mmjjÌgÝí¹BSPring­8 BL20B2 ÉÝu³ê½lqB

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Fig. 6 É\¢ÌÍ®}ð¦µÜ·BÜ¸CX üÌ­xªÛiCCD oíjéÈÇCoíÆµÄÌ©RxÍá¢Å·BÜ

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³¹Ü·B½¾µCYâ CCD BfqÉ¼Ú X ü\ÈÀè¸ç·±ÆªdvÅ·BÜ½Ce[p[t@CªÆË³êÈ¢æ¤ÉCoé¾¯uõÊÌ¼ãÉ~[o[ª´öÅC¾çêéæÉÍcÝª¶¶Ü·B±Ì½

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t@Co[Jbv®ÔÚ X üJÌæcÝÌáÆµÄCFig. 9 ÉCc¡ÉÔuisb`200 mmjÉÀñ

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4.3.2

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t@Co[Jbv® X üJÍCuõÊÆ CCD BfqÌÔÉIveBJt@Co[ðæf[^ðîÉCeñesÌp^[Êuð­xdS

µÄ¢Ü·ZÅßCü`âÔÉæÁÄObhóÉ¦µ½àÌªiFig. 8 QÆjBuõÊÉüËµ½ X üÍÂõÉÏ·³

Fig. 9(b)Å·B±Ì}ð©éÆCt@Co[ÉNöµ½

êCt@Co[Éæè CCD BfqãÉ±©êÜ·B

ÌcÝªCÁÉ

SPring­8 BL20B2 ÅgpµÄ¢ét@Co[Jbv®

Ü·B±ÌÜÜæðs¤ÆvZÊÉG[ð¶¶CCD JiC9300_124F21Cl¼zgjNXjÌêCÄµÜ¢Ü·ÌÅCÅÉcÝâ³ð©¯Ü·Bâ³p

uõÊÆµÄú³20 mm ÉÏwµ½² P43ðp¢Ä¢Üe[uÍ Fig. 9(a)Ìf[^ðp¢Äì¬µÜ·BFig. 9½ûüÉ°É»êÄ¢é±Æªª©è

·Bt@Co[Ìk¬¦Í1.8{ÈÌÅCBfqÌå«(c)ªâ³ãÌÅCp^[Ì¼ü«ÉÏ«ªñ³³36 mm(H)~24 mm(V) ÉÎµÄCBfqÌÊÏæè

êÄ¢éÌªí©èÜ·Bt@Co[ð CCD Bfq©

àL¢65 mm(H)~43 mm(V) ÅÌBªÂ\ÆÈèÜçæèO³È¢ÀèC¼ÒÌÊuÖWÍêèÈÌÅCêx

·B±ÌêCBfqÌæfTCY 9 mm ÉÎµÄÀøâ³pe[uðìÁÄµÜ¦ÎÇ¢±ÆÉÈèÜ·BæfTCYÍ16.2 mm ÆÈèÜ·BÈ¨CoíÌüÍÊ

Rayonix â ADSC ÈÇÌL¼[J[ÌêÍCo×O

ÉÍCYJbv®Æ¯lÉÂõÕÁpª³Éì¬µ½â³f[^ðVXeÌÉgÝñÅ¢ÜêÄ¢Ü·BÁ¥ÆµÄCÏ·ø¦ÌÇ¢oíÅ·ªC·BÁÉ¶f[^ðoÍ·éÆ¢¤½ßðÀsµÈ¢ÆCúËõ May 2009 Vol.22 No.3  163

Fig. 10

Fig. 11eoíÌ MTF ÌärBBM2 (f24 mm){C4880_41S(f105 mm), BM5 (f200 mm){C4880_41S (f70mm ) Æ Fiber CCD B » ê ¼ ê Ì À ø æ f T C Y Í 2.7
mm, 16.7 mm, 16.2 mm Å éBc²ÍÏ²xC¡²ÍóÔügð\·B

Fig. 12

Conversion gain ÌärBeoíÍ Fig. 11 Ågpµ½àÌÆ¯êBªð\]¿peXg`[gidqü\OtB[û®Éæèì¬BNTT_ATN »jÌ X üæi`[gÌêªÌÝ\¦jB`[gÌÞ¿Í Ta ÅúÝÍñ 1
mmB»ê¼êÌ`[gÌºÉ¢Ä éÍsb`ÅCüÍ»Ì¼ªBoíÍ AA40P (BM2, f24mm){C4880_41S (f105 mm) ðp¢½BuõÊÍ²
Ì P43ÅúÝÍ 7 mm öxBÀøæfTCYÍ1.37 mmBIõÔÍ 4 secBÆË X üGlM[Í10 keVB

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4.3.3

YJbv®Ct@Co[Jbv®Ì«\är±±ÅC2 ÂÌÂõõwnÉÂ¢ÄC«\ärðµÄÝÜ·BêÊÉoíÌ«\ð\·vfÆµÄCóÔªð\CÏ·ø¦C_Ci~bNWCÇÝoµÔÈÇª@ óÔªð\¨æÑòA Ï·ø
èÜ·ªC±êçÌ¤¿Cò¢ MTF lð¦·àÌªCªð\ª­C¢Rg¦ÉÂ¢ÄärµÜ·B
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Xgª¾çêéoíÆ¢¤±ÆÉÈèÜ·B2 ³oóÔªð\ðèÊIÉ]¿·éèiÆµÄCÏ²`BÖ
iModulation transfer function, MTFjªíÌêCóÔªð\ÍæfTCYÅ§À³êéÌÅC

èÜ·BÀMTF Ìüg¤ÍÅåÅàiCLXgiNyquistjü±IÉÍClXÈp^sb`ðàÁ½eXg`[gÌgiTvOügÌ1/2ÌügBJbgItüÌRgXgðªèµCeXg`[gÌÞ¿Cú³

gÆà¾¤jÆÈèÜ·BFig. 11 ÅÍCÀøæfTCY

©çvZÅ«ézIÈRgXgÆÌäðvbg·ª¬³¢ ``BM2{C4880_41S'' ª¼Ì 2 Âæèà¢üg

é±ÆÅßé±ÆªÅ«Ü·BFig. 10 ÉCärIóÔÌæÜÅ 0 ÈãÌ MTF lð¦µÄ¢é±Æ©çC¼æ

ªð\^ÌYJbv®oíiBM2{C4880_41Sjèà¢ªð\ª¾çêÄ¢é±Æªª©èÜ·BÜ½C

Å¾çê½ MTF ªèpeXg`[gÌðCFig. 11 É

Ì ``BM5{C4880_41S'' Æ ``Fiber CCD'' Í¯öxÌæf

Í»Ì©çãLÌû@Åßçê½ MTF ð¦µÜ·B

TCYÅ·ªCçäéügÌæÅ ``Fiber CCD'' ÌûärÌ½ßÉCÊÌYJbv®oíiBM5{ª MTF ª¢ÌÅC``BM5{C4880_41S'' Éä×éÆC

C4880 _41S j Æ t @ C o [ J b v  ®  o í i Fiber

RgXgª¾çêéoíÅ é±Æªí©èÜ·B

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C9300_124F21jÌ MTF à¦µÄ¢Ü·B±ÌO

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t©çàí©éæ¤ÉCMTF ÈüÍêÊIÉCá¢ó

Fig. 12 É C MTF ä r Å p ¢ ½ e  o í Ì Ï · ø ¦ÔügÌæÅÍlª 1 Éß­Cügª­ÈéÉÂiConversion gainjð¦µÜµ½B``Fiber CCD'' ÌûªC

êêlÉ[Éü¯¸­µÄ¢­`ÉÈèÜ·BÂÜèC

YJbv®oíÉä×ÄCÏ·ø¦ª¢±Æªå«È\¢Ìp^[ÍCzûW©çPÉ©Ïàçêí©èÜ·BÂÜèC¯¶­xÌ X üðBµÄàCéRgXgÉß¢lª¾çêÜ·ªCp^[ª×©

t@Co[Jbv®ÌûÍYJbv®æèàå«­ÈéÉÂêCRgXgª¿Ä«ÄCóÔªð\æÈM­xª¾çêéÆ¢¤±ÆÅ·B«\ärÌÜÆß

èà×©¢p^[ÅÍRgXgª[ÉÈèÜ·Bò

ip^[ª©¦È­ÈéjB·Èí¿CügÌæÜÅ¯¶æ¤ÈÀøæfTCYÌoíÅÍCFiber CCD

164  úËõ May 2009 Vol.22 No.3

ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·ÌûªÏ·ø¦ª­CóÔªð\à¢Æ¢¤ÊªÅÛiCCD oíjãÅÌÕõªðÉ§½È¢½ßÅ·B±êçÌ©

Üµ½BÀÛÍuõÊÌíÞâ»ÌúÝCÂõõwnÆ

çC¼Ú X üJpÌ CCD BfqÉÍóõÊÏªL

CCD BfqÌgÝí¹ÉæèoíÆµÄÌÁ«Í­~Ïd×Êª½¢Ctt[gXt@[^ªK

ÏíèÜ·ÌÅC»êçðl¶µÄCÇÌoíªÎÛÆµÄ¢Ü·B·éÀ±ÉKµÄ¢é©ð»f·é±ÆªdvÅ·BêáÆµÄ Rayonix »SX165i15 mm/pixeljÆl¼z

5.2

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gjNX» C9300_124F21i16.2 mm/pixeljÌärðµÌ{PCcÝC­xÌ¸ð¶¶ª¿ÈOiÌÂõ

ÄÝÜ·BJ^OÉæéÆ SX165ÌMd×ÖÌÏ·õwnªÈ¢ªCOqÌÔÚ X üJÆä×Ä MTF

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Ìâ´xÍÇDÅ·B

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124F21ÌÏ·ø¦iÀªljÍ4.4e_/photoni15 keVj
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éÌÉÎµCC9300_124F21ÌêCMTF ©çß

Å½ ó Ô ª ð \ Í 64.8 mm Å µ ½³B Â Ü è Cu SX165 Í
C9300_124F21æèàMd×ÖÌÏ·ø¦ª¢ªCó

MTF ÉÖµÄÍCX üGlM[ÉæÁÄÍõdøÊ
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CCD BfqÅÍ X üõq 1 ÂªfqàÅõdzû³Ôªð\ÅÍòévÆ¾¤±ÆÉÈèÜ·B¨»ç­CêéÆCS`ç e_ÌMd×ª¶¬³êÜ·BïÌ

SX165ªÌpµÄ¢éuõÊP43ÌúÝ40 mm Æ C9300_IÉÍCZTÌÞ¿ªVRÌêCõqGlM[

124F21ÌuõÊ P43ÌúÝ20 mm Ì·ªoÄ¢éÌÅµEieVjÌ X üõq 1 ÂÉÎµÄ E (eV)/3.65 (eV) ÂÌå¤B

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i~bNWâÇÝoµÔÈÇÌvfÉàÓðü¯öxÌ CCD fqÅÈ¯êÎÈèÜ¹ñB

\ÂöxÅªOaµÄµÜ¢Cå­xÌ X üðÏÁÄàCæf½è X üÌõqª@·éÉÍKµÄ¢Ü¹ñB»êÎ©è©CúËõÀ±Ì

5. ¼ÚB^ X üæoíi¼Ú X üJjæ¤Èå­xÌ X ü¹ðp·éêÍC¼ÚõÍà¿ëñCUõªBfqÉüé¾¯ÅàßxÌÆËÉæè
ZTªjó³êÄµÜ¤°êª

5.1

Tv

éÌÅCæèµ¢ÉÍÓªKvÅ·B

CCD BfqÍÂõðo·é½ßÉJ­³êÜµ»Ýæ­gíêÄ¢é¼Ú X üJÍCÃd¬iM½ªCX üÉÎµÄà´xðL·éÌÅCX üpÌo

ImCYjðÉÍ}¦é½ßÉCBfqðy`Ffq

íÆµÄàg¤±ÆªÅ«Ü·B½¾C»ÌêÍCÂCöxÜÅâpµÜ·B±êÉâtÌfðgÁÄ|50õpÆÙÈéôÂ©ÌÅK»ªÈ³êÜ·B½Æ¦ÎCfæèCmCYd×ÍÇÝoµmCYðí¹Äà¹¢º¢qOÊÌÉÍÂõðÕfµ X ü¾¯fqÉB·é10e_/pixel öxÉ}¦çêÜ·BÂÜè X ü 1 õq©

æ¤ÉxEªgp³êÜ·i½­ÌêCfqðç­¶·éçàÌMd×Éä×éÆiiÉmCYª¬

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X üæèàá¢GlM[ÌæÅÌgpÈÇCêÉ

EeBOjªÂ\ÉÈèÜ·7)BX üõq 1 Âª¶¬æÁÄÍ¼Ú^ó`Fo[àÉgÝÜêÜ·BõdÏ·éMd×ÌÊÍüË X üÌGlM[ÉË¶µÄ·Æd×~ÏÍóRwÆÄÎêédqÉ³EÈÇÌLÜèÜ·ÌÅC1 BÉ 1 æfÉÎµÄ X üõqª 0

Aª¶ÝµÈ¢ÌæÅN±èÜ·ªC¨¿ÉÎ·é§ßÍ

Ü½Í 1 Âµ©È¢æ¤ÈtHgJEeBOðª¢d X üÌæÅp·éêÍCæè¢oø¦ºÅÍ¼±ÌoíÆ¯lÉMd×ÌÊ©ç X üGª¾çêéæ¤ÉVRÌóRwªúßÉÝv³êé±lM[ðßé±ÆªoÜ·8,9) B±Ìè@ÉæéGèÜ·Bî X üÌæÅg¤êÍfq\ÊÌdÉlM[ªðiX üJ[jæÍ»ÝÅÍVÌ¨wÉæé¸ðð¯é½ßÉCwÊÆË^ CCD ª½­pÌ X ü]¾ÌªìÅÍùÉp¢çêÄ¢Ü·10)B½¾

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³êÄ¢Ü·BÜ½ X üÌæÅÌpÌêÉÍCK¸µC±Ìè@Å\ªÈvÊðàÁ½i¿Èð¾éÉ

CCD Æ¯úÂ\È X üVb^[ðgpµÜ·BX üÌÍCBð½ñJèÔ·Kvª

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6. pá
³ MTF ðt[GÏ··é±ÆÉæèªð\ÌÁ«ð\í·_ªzÖipoint spread function, PSFjðßé±ÆªÅ«éBSX165ÌóÔªð\ÍCPSF ÌJ^OlB

6.1

YJbv®ÔÚ X üJÌgpá

YJbv®ÌÔÚ X üJÍC»Ìæèµ¢úËõ May 2009 Vol.22 No.3  165

Fig. 13

Fig. 14¼ÚB^ CCD Jðp¢½[jP^ X üÊ·°÷¾õwnTª}iÀÛÉ PC ãÅÍãº½]µ½æªoÍ³êéÌÅC{1 õÍ³§ÆµÄ©¦éj

Fig. 15(a)Î¼qÌ X üÊ·RgXgBib)Î¼qÌ X
üÊ·RgXg 3 ³B

SPring­8 BL47XU Åæ¾µ½CAW [^ÌMbvlðÏ»³¹½Æ«Ìr[­xÏ»i¶jÆCX üC[WiEÌ 4 ÂjB»ê¼êÌæÌìÍ1300 mm
lûBªõíÌGlM[Í18 keV ÉÅè³¹ÄCAW [^ÌMbvðÏXµ½BMbvlÍ»ê¼
êÌæÉ¦µ½BæÌRgXgÍKX²®µÄ¢é½ßCIõÔÍÈªB

ÌÈÖ³©çñíÉ½­ÌíÞÌÀ±Ép¢çêÄ¢Ü·BÜ½C10`12 bit Æ¢¤_Ci~bNWÌL¢CCD Bfqðp¢é±ÆÉæèC_CNgr[Ìvt@CðÙÚ»ÌÜÜ¨¦é±Æªoé½ßC
r[C²®ÉÎµÄàLøÅ·BªõíÌèÊuo
Ë²®Íà¿ëñCxg~[âXbg²®ÈÇà\æð¾é½ßÉÍoí©ÌÌªð\ª¢Ê^£Âu©½ÜñÜµ¦êÎæ¢vÆ¢¤ÈP³Å·B±êçÌðp¢Ä¢Üµ½12) Bµ©µC»ÝÅÍC¢{¦ÌõprÅÍCX ü­xªzðuÉ¾é±ÆªdvÅCæ

wfqÆÌîñÊÌ½³ª©³êÄ¢Ü·BFig. 13 ÉÍCSPr­

X üJðp¢é±ÆÉæèC¢óÔªð\Å¿Ì

í¹ÄÊ^£ÂÌæ¤È»ªsvÈ¼Ú

ing­8 BL47XU Åæ¾µ½f[^ð¦µÜµ½B

Ç¢ªèªÂ\ÆÈÁÄ¢Ü·B¼Ú X üJÌêCX üõq 1 Âª¶¬·éM

6.2¼Ú X üJÌgpá\FZP ðp¢½[jP^ X üÊ·°÷¾11)

d×ªÉ[É½¢½ßÉCÔÚ X üJÆä×ÄÀøIÉ_Ci~bNWª¬³­CS/N ÌÇ¢æð¾¼Ú X üJðp¢½BáÆµÄCGlM[

é±ÆÍïµ¢Æ³êÄ¢Ü·Bµ©µÈªçCJèÔµÁ¬í¤@\tHgt@Ng[iKEK_PFjÅÌC

AiOÏZðs¤±ÆÅC±ÌâèðÉa·é±ÆÍÂ[jP^Ì X üÊ·°÷¾ÌoíÆµÄp¢½Æ

\Å·BÀÛÉCFig. 15(a)É¦µ½æÍC20Ìæ«Ìæð¦µÜ·B°÷¾õwnÌTª}ð Fig. 14 ÉðÏZµ½àÌÅ·B±ÌÀ±ðÅÌoÊÉ¨¯é¦ µ Ü · B Å O ü  50 nm Ì t  l  ] [  v  [ gX ü­xÍC1 b

iFZPjðÎ¨fqÆµÄp¢½ X ügåõwnÌ

Åñ0.2ÂiAD Ï·WF25e_/count Æµ½jÆCñí

oíÆµÄ¼Ú X üJðp¢Üµ½BoíÊãÅ

É÷ãÈMðÆç¦Ä¢½±Æªª©èÜ·B½è 1 æfÉüËµ½tHg·ZÌ X üÌgå¦Í225{ÈÌÅC±ÌÆ«Ì¨ÌÊÅÌæfTCYÍ53 nm ÆÈèÜ·B±Ì CCD BfqÌê
COad×ÊÍ60,000e_/pixel Å·ÌÅC1 æf½èGlM[ 5 keV Ì X ütHgªñ44Âo³êéÆOa·évZÉÈèÜ·B

6.3¼Ú X üJÌgpá\GlM[ªðªèáÅãÌáÆµÄC¼Ú X üJÌtHgJEe
BOðpµ½ X üJ[iGlM[ªðjC[¼ÚõÉä×ÄCÉp³êé FZP Ì 1 ñÜõWOÌáð°Ü·BFig. 16(a)É^uõ X ü°÷ÍñíÉ÷ãÅ·ÌÅiñÜø¦ñ 4÷5 keVjC±êð¾õwnð¦µÜµ½B±ÌõwnÅÍC¿SÌÉ X

o·é½ßÉÍCÔÚ X üJæèà¼Ú X üJüðÆËµC»±©ç­¶·éuõ X üð X üpÌÎ¨ÌûªKµÄ¢Ü·BFig. 15(a)ÉCÎ¼qiqJQm

fqÅgåµÄæoíãÉuõ X üÌ­õªzJdÌEqjÌÊ·RgXgð¦µÜ·BÜ½Cð¾Ü·13,14) BÂõÅ¾¦ÎCFig. 16(b)É¦·æ¤

X üÊ·RgXg CT ÉæÁÄ¾çê½Î¼q

ÈC¾zõÈÇÌÆ¾ÅÆç³ê½¨ÌðCá¾ðÊµÌ 3 ³ð Fig. 15(b)É¦µÜ·B3 ³æÅÍCÎÄJ[ CCD ÅÏ@·é±ÆÆ¯¶ÆvÁÄ¢¢Åµå¼q\ÊãÌÔÚóÌ\¢ðªèÅ«Ä¢é±Æªí©è¤iÂõÅÍÆ¾ÉæÁÄ¨Ì©çU³ê½õð©Ü

Ü·B©ÂÄÍÀçê½À±nb`ÌXy[XàÅªð

·ªCX üÌêÍU X üÆuõ X üðÏ@·éÆ¢

166  úËõ May 2009 Vol.22 No.3

ÁÊéæ ¡ C[WðÊ·ÛiCCD oíj

Fig. 16

CCD Jðpµ½CX üJ[C[WOÌáFia)^uõ X ü°÷¾B¿SÌÉ X üðÆËµC»êÉæÁÄ­¹çêéuõ X üâU X üÌ­õªzðfqðÊµÄ CCD BfqÅvª·éBib)ÂõÌæÅÌ¯lÌõwnB¾zõÈÇÉÆç³ê½Ï@ÎÛðá¾ðÊµÄÏ@·éBFig. 17^ X ü°÷¾Åªèµ½CAt@t@íqBia)tHgJEeBOÅ¾çê½±Ì¿ÌGlM[XyNgBärÌ×É¼±ÌoíiSSDjÅªèµ½XyNgà¦µÄ éBib)uõ X üÉæéSÆÌ 3 ³ªzB¤á¢Í

èÜ·jB±Ìæ¤ÈõwnÍCÂõÌæÅ»Æ¢Á½ªèÖÌpÍïµ¢Æ¢¤âèª

èÜ·BéÉàÖíç¸Cµ©µC±±ÅÐîµ½C^uõ X ü°÷¾Æ CCD

X üÌæÅÍ·NCÇ¿ÌÎ¨fqªÈ©Á½½ßCÀÌtHgJEeBO@ðgÝí¹½è@ªÀpÉÍÅàVvÅÈ¶Ý[¢õwnÅ»³êéæ¤ÉÈÁÄ«½ÌÍÂ¢ÅßÌ±ÆÅ·B³

ÈêÎC±Ìâèªð³êéÂ\«ªÄCuõ X üÍ³fÅLÌGlM[ðÂÌÅCo

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