Photon Counting

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Photon Counting

X線は光(電磁波)ですが、波長が非常に短いため、波の性質よりも粒子(光子 または フォトン)の性質が顕著に現れます。さらに、波長が短い、すなわちエネルギーが高いことにより、受光素子と相互作用を起こしたときには、1,000個〜10,000個の電子を励起します。これにより、CdTeなどのバンドギャップの広いセンサの場合には常温でも十分に信号取り出しが可能となります。

この原理を利用して、フォトン1つ1つを数えることが可能となり、これをフォトンカウンティング方式と呼びます。 弊社ではこの方式をイメージセンサに応用し、すべてのピクセルでフォトンカウンティングを同時に行えるLSIを独自開発しました。 明るい、暗いという定性的な量ではなく、フォトン1つ、2つという定量的な計測が可能となることから、従来センサと比較すると100倍以上の感度を有し、かつ正確な測定を実現します。

これにより、非常に高いコントラストとダイナミックレンジを持った画像を取得することができます。

publication


1. Photon counting x-ray CT with 3D holograms by CdTe line sensor / A Koike, M Yomori, H Morii, Y Neo, T Aoki, H Mimura / Hard X-Ray, Gamma-Ray, and Neutron Detector Physics X 7079, 70790F

2. Study of an X-ray/ gamma-ray Photon counting Circuit Based on Charge Injection / K. Takagi, T. Terao, A. Koike, T. Aoki / Sensors and Materials, Vol. 30, No. 7 (2018) 1611–1616

3. Direct charge handling method for dead-time-less photon counting / K. Takagi, A. Koike, T. Aoki / Proceedings of SPIE 10209, Image Sensing Technologies: Materials, Devices, Systems, and Applications IV, 102091D (2 June 2017)

4. Readout QDC for CdTe x-ray imager using direct charge treatment, / K. Takagi, T. Takagi, T. Terao, A. Koike, T. Aoki / Proceedings of SPIE 10656, Image Sensing Technologies: Materials, Devices, Systems, and Applications V, 106561W (14 May 2018)