Transcript Astro-E2衛星搭載用X線CCDカメラ（XIS）の軟X線領域における較正

Astro-E2衛星搭載用X線CCDカメラ
（XIS）の軟X線領域における較正
勝田 哲、林田 清、鳥居研一、並木雅章、
東海林雅幸、松浦大介、宮内智文、
常深 博（阪大理）、幸村孝由（工学院大）、
片山晴善（JAXA）、他Astro-E2 XISチーム
XIS（X-ray Imaging Spectrometer）
XIS
5台のX線望遠鏡
Astro-E2衛星
太陽電池
～30cm
～4.5m
～1680kg
http://www.astro.isas.ac.jp/astroe/gallery
●XIS： Astro-E2衛星に搭載されるCCDカメラ。（５台のX線望遠
鏡のうちの４台の焦点面検出器）
●CCDの大きさ： 24mm×24mm（18分角×18分角に対応）
●特徴： 撮像と同時にX線光子１つ１つについてエネルギーを
測定できる。
●構成： EU1台、FM6台（4台のFI-CCDと2台のBI-CCD）
XISの較正試験

低エネルギー側（0.2-2.2 keV）を大阪大学、高エネルギー側
(1.5-15 keV)を京都大学が担当。
2003.12～2004.7
2004.7
2004.8
2005 夏
阪大での較正試験 (7台のXIS)
衛星に組み込んでの試験
熱真空試験
打ち上げ
今回の話の内容
真空チェンバー
1. XISのエネルギーの関数としての検出効率
2. データ処理の際の補正
X線発生装置
衛星からのデータ
データ処理
イベント選択
PH合成
～3m
解析に使うデータ
グレーティング
分散スペクトル

イベント抽出した画像
FWHM～5eV
O-Kα
（0.53keV）
C-Kα
(0.28keV)
分散方向
検出イベント数
エネルギー
projection
1a. 軟Ｘ線領域でのXIS検出効率較正
1. 比例計数管（PC）の検出効率
単色
3. FMの検出効率
XIS-EU or
XIS-FM
PC
分散X線
分散X線
スリット
斜入射較正法:垂直入射と45º入射の
検出強度の比から絶対効率を求める
分散Ｘ線をスリットを通さずに
XIS-CCDに照射する
FM-BI1
2. EU（Engineering Unit）の検出効率
XIS-EUのPCに対する相対効率測定
EU
単色
XIS-EU
分散X線
スリット
ON/OFF
PC
連続的なエネルギーに対
する検出効率の比
1b. 入射X線スペクトルの変化と
相対検出効率
同じ条件で測定した分散スペクトル
2004.2.4 (FM)
2003.12.30(EU)
E
Counts/8sec (log)
2004.4.5 (EU)
エネルギーEでの
2004.4 (EU)
相対検出効率
K(E)倍
2004.2 (FM)
2004.2 (EU)
y=at+b
y=K(E)×(at+b)
2003.12(EU)
繰り返し同じ条件で測定
X線発生装置からのスペクトルが 稼働時間 [h]
X線発生装置の稼働時間の
滑らかな関数として変化する。
1c. XIS-EUとの相対検出効率
K(E)
FI1
K(E)
BI1
系統誤差: 5%以下
～1.1倍@0.6 keV
～80倍@0.28 keV
～10倍@0.6 keV
1d. XIS-FMの絶対検出効率
XIS FI1 QE
1
0.1
FI1-QE(Osaka)
FI1-QE(Kyoto)x0.8
0.01
FI1 QEmodel
1
10
Ex(keV)
d
c
b
a
2a. データ処理の際の補正
追跡ピクセル
赤線：追跡ピクセル、黒点線：先行ピクセル
a
PH [ADU]
c
拡大図
PH [ADU]
b
PH [ADU]
d
PH [ADU]
縦転送
読
み
出
し
口
横転送
先行ピクセル
2b. 電荷転送回数と漏れ出し量の関係
追跡ピクセルCenter [ADU]
ＢＩ１
Mn K
1回の転送当たり漏れる電荷の量（CTI）
-6
CTI = (4.5±0.3)×10 [ /Transfer ]
⇒X線の入射位置から追跡ピクセルに漏れた電荷量
がわかるので、それを中心ピクセルに戻すこと可能
縦方向の転送回数
2c. 電荷漏れ補正
補正前
補正後
PH [ADU]
PH[ADU]
[ADU]
PH
赤線：追跡ピクセル
黒点線：先行ピクセル
PH
PH [ADU]
[ADU]
PH [ADU]
[ADU]
PH
補正後
補正前
下スプリットイベント
３連続イベント
（採択）
（不採択）
結果として実効的な検出効率
を10-20%（for BI-CCD）向上さ
せることに成功した
まとめ


Astro-E2衛星に搭載するX線CCDカメラ（XIS）の較
正実験を行った。
検出効率を求める際重要になるX線発生装置のス
ペクトル変化を考慮する新たな解析方法を開発した。
その結果EUとの相対値としては、統計誤差1%、系
統誤差5%以下で求めた。
BI-CCDの検出効率はEUの～80倍@0.28keV、～1.3倍@1.6keV。
FI-CCDについてはEUの～1.1倍@0.5keV。

電荷転送の際の電荷の漏れ出しの補正方法を確立
した。補正の結果実効的な検出効率を10～20%
(for BICCD)上げることに成功した。