すだれコリメータの仕組み

質問

すだれコリメータの仕組みが良く分かりません
自分の理解としては
棒を等間隔に並べてすだれを作りそれを2層平行に重ねて検出器の上に配置する　X線とすだれとの角度が変わるごとに強度が強くなったり弱くなったりというような変調をするのでこの変調から位相がわかりX線がどこからやってきたのかがわかる。また検出器にかかるX線の強度で振幅がわかる
すだれの1ピッチを1波長と考えると（棒とスリットの部分を波の山と谷と考えると）
観測したX線のなかにすだれのピッチと同じ波長のX線がどのような振幅、位相を持っているのかがわかりピッチのことなる多くのすだれコリメータを取り付ければある波長域のX線がどのくらい含まれているかがわかる。
というような理解をしているのですがこれだとX線を観測するにはピッチをÅサイズまで小さくしなければならないということになってしまいます。

どなたか詳しい仕組みをご存知の方がおりましたらご教授お願いします

回答No.2

walkingdic · ベストアンサー

すだれコリメーターの原理は簡単です。別に波長レベルの間隔にする必要などどこにもないし、それよりは間隔をあけた方がよいです。
いま、もしレンズなどがない状態で、やってくる光の方向を知りたいとしたときに、どうすればわかりますか？
検出器の指向性は悪いから何か工夫が必要ですよね。一番先に思いつくのはたとえば１ｍの長さで１ｃｍの直径の筒を用意し、その筒から除いて見えたらその筒の方向だとわかりますよね。でも方向の精度を上げるためには直径をどんどん小さくしないといけないわけです。そうすると得られる信号強度はどんどん弱くなります。
そこで考え出したのがすだれです。いまたとえば１ｍｍの棒を１ｃｍ間隔で並べたすだれを用意したとします。これを１０枚用意して、１ｃｍ間隔で積層します。
すだれ面に垂直な方向を見ると、すべての棒が重なって見えるので、面積にして９／１０は透過して、１／１０だけ棒でさえぎられます。でも斜めにしてみるとどうなるかというと、一列に重なっていた棒はずれて見えるので、遮断される面積が増えます。いま１０枚あるすべてのすだれの棒が完全に見えるまで斜めにみると、１ｍｍの棒が全部並んで見えて１ｍｍ×１０本＝１ｃｍの面積を占めるので、向こう側の見える隙間は０になります。

つまり特定方向のみ感度のある検出器の出来上がりです。すだれの棒のサイズとピッチ、そしてすだれ間の距離を変えてあげれば望みの特性を得ることが出来ます。

これがすだれ検出器です。言われて見ればわかる話ですが、初めに思いついたというのが重要ですね。

お礼

>>walkingdicさん
すごくイメージのしやすい回答ありがとうございます。
なんとなくはすだれに入射するＸ線の角度が変わればすだれによって強度変化が起こりそこからＸ線源の方向がわかるだろうというのは頭ではわかったつもりでしたが
walkingdicさんの回答ではっきりイメージができました

回答No.1

tshot

mountyoさんこんにちは。
困り度３なので、記憶を頼りに記入しますので、多少
不確かなところはご容赦ください。
すだれコリメーターは故小田稔先生がサソリ座の
エックス線天体を発見したものとして有名ですね。
軟Ｘ線ですと斜め入射の放物面鏡でも集光・造影が
できるのですが、硬Ｘ線ですと反射する物質がない
（見つかっていなかった？？）ことや、表面精度を
非常に高いことが要求されて、実現困難でした。
そこで、Ｘ線検出器の前にすだれをおいて位置検出
能力を高めたものがすだれコリメーターでした。

>棒を等間隔に並べてすだれを作りそれを2層平行に
　重ねて検出器の上に配置する　X線とすだれとの
　角度が変わるごとに強度が強くなったり弱くなっ
　たりというような変調をするのでこの変調から位
　相がわかりX線がどこからやってきたのかがわかる。

この部分はそのとおりです。ただし、二層ではなく、
数層（いくつかは失念）にして位置検出精度を向上
させています。
記憶では直行方向にも配置して、αーδ両方向の位置
検出を可能にしています。
棒の太さは数十ミクロンという細いもので。ワイヤ
カットなどで作られていたと記憶しています。

>すだれの1ピッチを1波長と考えると（棒とスリット
　の部分を波の山と谷と考えると）
　観測したX線のなかにすだれのピッチと同じ波長の
　X線がどのような振幅、位相を持っているのかがわ
　かりピッチのことなる多くのすだれコリメータを
　取り付ければある波長域のX線がどのくらい含まれ
　ているかがわかる。

すだれコリメーターは位置測定を目的としたもので
Ｘ線スペクトルの測定を目的としていないと思います
ので、この部分はちがいます。

ちなみにＳＣＯーＸ１を光学的に同定したのは、岡山
の１８８ｃｍ望遠鏡で、この望遠鏡の最大の発見と
思いますし、又、地上と宇宙の天文学の見事な連携
でしたね。
亡くなられてしまいましたが、小田先生もノーベル賞
をもらってもと思っています。
余分なことをかいてしまいました。

お礼

>>tshotさん
非常に丁寧でわかりやすい回答ありがとうございます。
回答いただくまで
すだれコリメータをすだれと検出器が一体になったものでＸ線源の位置と強度を両方測定するものだと考えていました。
すだれの棒の太さは数十ミクロンということはやはり
検出器のほうではすだれの1ピッチを1波長として強度を測定するのではないみたいですね。検出器の仕組みが
気になります