赤外線銀河計数による銀河スケール星生成史の研究

利用红外星系计数研究星系尺度恒星形成历史

• 批准号: 10894011
• 负责人: 芝井 広
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10894011/
• 关键词: 赤外線; 銀河; 星間物質; 星間塵; 遠赤外線; 宇宙論; 星生成; 銀河形成

赤外線天文衛星、X線天文衛星など高感度の天文観測衛星では、そのセンサー部分の雑音を抑え感度やエネルギー分解能を飛躍的に向上させるために、センサー全体の極低温冷却(絶対温度2度、摂氏-271度)が常用されるようになってきた。ところがこのようなセンサー自身の性能を十分に生かすためにはプリアンプ部をできるだけセンサーに近い場所に取り付ける必要があり、このためほぼ必然的に極低温環境にプリアンプを置くことを意味する。さらに、センサーの高集積化によって多数の信号が極低温部で発生する。以上のような理由により、極低温部にプリアンプ、信号マルチプレクサ、さらにはA/D変換回路を設置することが、大型の天文観測衛星の性能を十分に引き出すために必要不可欠な要件となってきている。しかしながら、一般の電子回路は動作温度が摂氏-50度程度までに制限されており、例外的に摂氏-200度(絶対温度70度)程度で動作するものがあるものの、絶対温度2度という極低温環境で動作する電子回路は皆無に等しい。そこでMOSFETを用いて、赤外線やX線センサー用プリアンプ、マルチプレクサ、及びA/D変換器を開発するのが本研究の主目的である。本年度は第一年度であったので、試作品の設計、製造、試験、評価を中心に行った。その結果、概ね所期の性能が達成されることが確認できた。一つの問題は、年度途中で製造プロセスが変更になり、試作品と全く同じものが製造できなくなったことである。そこで、他のプロセスで試作品と同等の極低温性能を備えたものを探す必要がある。また、試作FET自身の遠赤外線発光現象の測定を行った。一方、電源マージンの増大などのために、やや複雑なICを設計する必要があるので、試作品の静特性をパラメータフィッティングして複雑なICの設計、シミュレーションが可能となるようにした。

在红外天文卫星、X射线天文卫星等高灵敏度天文观测卫星中，整个传感器采用低温冷却（绝对温度2摄氏度-271度）已变得普遍。然而，为了充分利用这种传感器的性能，需要将前置放大器安装在尽可能靠近传感器的位置，这几乎不可避免地意味着将前置放大器放置在极低的温度环境中。此外，由于传感器的高度集成，在低温下会产生大量信号。由于上述原因，为了充分发挥大型天文观测卫星的性能，在低温部分安装前置放大器、信号复用器甚至A/D转换电路已成为必要的要求。然而，一般电子电路的工作温度仅限于-50摄氏度左右，虽然也有一些在-200摄氏度左右（绝对温度70摄氏度）工作，但几乎没有电子电路在低温环境下工作。因此，本研究的主要目的是开发用于使用 MOSFET 的红外和 X 射线传感器的前置放大器、多路复用器和 A/D 转换器。由于今年是第一年，我们专注于设计、制造、测试和评估原型。结果证实，总体达到预期绩效。一个问题是制造工艺在本财年中期发生了变化，使得不再可能生产与原型完全相同的产品。因此，有必要寻找另一种与原型具有相同低温性能的工艺。我们还测量了原型 FET 本身的远红外发射现象。另一方面，为了增加电源余量，需要设计稍微复杂的IC，因此我们通过参数拟合原型的静态特性，使复杂IC的设计和仿真成为可能。

项目成果

T.T.Takeuchi H.Hirashita K.Ohta and H.Shibai: "Simulation of the IRIS Far-Infrared Survey:Guide for Infrared Galaxy Number Count" Publ.Astron.Soc.Pacific. (in press). (1999)

T.T.Takeuchi H.Hirashita K.Ohta 和 H.Shibai：“IRIS 远红外巡天模拟：红外星系数量计数指南”Publ.Astron.Soc.Pacific。

T.T.Takeuchi,H.Hirashita,K.Ohta,T.T.Ishii,et al.: "The IRIS Far-Infrared Galaxy Survey:Expected Number Count,Redshift,and Perspective" ISAS Report. (in press). (1999)

T.T.Takeuchi、H.Hirashita、K.Ohta、T.T.Ishii 等人：“IRIS 远红外星系巡天：预期计数、红移和视角”ISAS 报告。

H.Shibai: "Advanced Surveys with ASTRO-F(IRIS)" Proc.of SIRTF Sympo“Astrophysics with IR Surveys:A Prelude to SIRTF". (in press). (1999)

H. Shibai：“Advanced Surveys with ASTRO-F(IRIS)”Proc.of SIRTF Sympo“天体物理学与红外巡天：SIRTF 的前奏”（1999 年出版）。

H.Hirashita T.T.Takeuchi K.Ohta and H.Shibai: "Optical Number Count Estimation of IRIS Far-Infrared Survey of Galaxies" Publ.Astron.Soc.Jp.(in press). (1999)

H.Hirashita T.T.Takeuchi K.Ohta 和 H.Shibai：“IRIS 远红外星系巡天的光学计数估计”Publ.Astron.Soc.Jp.（出版中）。

T.Nakagawa: "HII/L2 Mission:future Japanese infrared astronomical mission" Space Telescopes and Instruments V,SPIE Sympo.3356. 462-471 (1998)

T.Nakakawa：“HII/L2 任务：未来的日本红外天文任务”太空望远镜和仪器 V，SPIE Sympo.3356。