TOP > 国内特許検索 > 荷電粒子検出方法、これを用いる荷電粒子制御方法

荷電粒子検出方法、これを用いる荷電粒子制御方法

国内特許コード P07P005178
掲載日 2007年7月27日
出願番号 特願2006-001835
公開番号 特開2007-183186
登録番号 特許第4867003号
出願日 平成18年1月6日(2006.1.6)
公開日 平成19年7月19日(2007.7.19)
登録日 平成23年11月25日(2011.11.25)
発明者
  • 本間 謙輔
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 荷電粒子検出方法、これを用いる荷電粒子制御方法
発明の概要

【課題】非接触ないし非破壊の状態を保ちながら、高S/N比にて荷電粒子を検出する。
【解決手段】荷電粒子検出方法において、正方晶系結晶12の内部にレーザ光10を照射する段階と、正方晶系結晶12を通過するレーザ光10を、外部を通過する荷電粒子によって生じる電場により正方晶系結晶12の内部に電気光学的に生じる屈折率変化に基づく光学的位相変化が生じている光成分とこの光学的位相変化が生じていない光成分とに分離する段階と、分離された光学的位相変化が生じている光成分を検出することによって、前記荷電粒子を検出する段階とを備える。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


基礎物理学から応用工学の分野に至るまで幅広い技術分野において、素粒子やイオンを含む荷電粒子の通過や入射、さらには、その通過位置や軌道、エネルギーを検出する各種の荷電粒子検出方法が求められている。



例えば、基礎物理学におけるニュートリノ質量の測定問題において、ニュートリノの質量を直接的に測定する手法として示されたトリチウムベータ崩壊における電子の終点エネルギー測定は重要となる他、残存ニュートリノを直接測定するという観点からも、エネルギー測定の分解能を高めることが重要となる。



従来の荷電粒子検出方法としては、荷電粒子が検出器内の媒体に入射したときにその媒体をイオン化させる現象を利用し、そのイオン化の結果生じたイオンや電子の量を電気的に増幅して検出するものが一般的である(特許文献1)。すなわち、従来の荷電粒子検出方法では、荷電粒子が検出器媒体を非弾性的に励起する過程を利用している。このような従来手法によれば、荷電粒子の存在および位置を検出するだけでなく、荷電粒子の移動速度ないし時間やイオン化の結果生じたイオンや電子の量を検出することによって、そのエネルギーを数値化して検出することが可能となっている。

【特許文献1】特開平6-34759号公報(公開日:平成6年2月10日)

【非特許文献1】Y.K.Semertzidis et al.「Electro-optical detection of charged particles」Nucl.Instrum. Meth.A452: 396-400,2000.

産業上の利用分野


本発明は、素粒子やイオンを含む荷電粒子の通過、入射などを検出する荷電粒子検出方法とこれを用いる荷電粒子制御方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
外部を通過する荷電粒子によって生じる電場により結晶の内部に電気光学的に生じる屈折率変化を検出することによって、荷電粒子を検出する荷電粒子検出方法であって、
前記結晶の内部に光を照射する光照射段階と、
前記光照射段階に照射されて結晶を通過する光を、前記屈折率変化に基づく光学的位相変化が生じている光成分と、前記屈折率変化に基づく光学的位相変化が生じていない光成分とに分離する光成分分離段階と、
前記分離段階にて分離された光学的位相変化が生じている光成分を検出することによって、前記荷電粒子を検出する荷電粒子検出段階とを備えることを特徴とする荷電粒子検出方法。

【請求項2】
前記光成分分離段階では、回折機能を有するレンズを用いることによって、前記光照射段階に照射されて結晶を通過する光を、前記光学的位相変化が生じている光成分と、前記光学的位相変化が生じていない光成分とに空間的に分離することを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子検出方法。

【請求項3】
外部を通過する荷電粒子によって生じる電場により結晶の内部に電気光学的に生じる屈折率変化を検出することによって、荷電粒子を検出する荷電粒子検出方法であって、
前記結晶は、異なる位置に配置された複数の正方晶系結晶であり、
前記複数の結晶の内部に光を照射する光照射段階と、
前記光照射段階に照射されて各結晶を通過する光を、前記屈折率変化に基づく光学的位相変化が生じている光成分と、前記屈折率変化に基づく光学的位相変化が生じていない光成分とに分離する光成分分離段階と、
前記分離段階にて分離された各結晶の屈折率変化に基づく光学的位相変化が生じている光成分を検出することによって、各結晶における前記荷電粒子が通過するときの時間情報を特定し、これら時間情報に基づいて、前記荷電粒子の速度、運動量、エネルギー、スピン情報の少なくとも一つを検出する荷電粒子検出段階とを備えることを特徴とする荷電粒子検出方法。

【請求項4】
前記結晶は、正方晶系結晶であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の荷電粒子検出方法。

【請求項5】
前記正方晶系結晶は、点群4-bar2mに属する一軸性結晶であることを特徴とする請求項4に記載の荷電粒子検出方法。

【請求項6】
請求項3に記載の荷電粒子検出方法を用いて前記荷電粒子の運動状態を制御する荷電粒子制御方法であって、
前記荷電粒子検出段階にて検出した荷電粒子の速度、運動量、エネルギー、スピン情報の少なくとも一つに基づいて、前記荷電粒子の運動状態の制御量を決定することを特徴とする荷電粒子制御方法。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2006001835thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close