用于X射线应用的CCD检测系统范围

ANDOR为各种X射线应用,两种成像和光谱制造了全面的CCD检测系统。这些检测系统可以以不同的能量水平使用,并且定制被配置为直接在真空室中操作,通过CUNCHAT法兰(Comparat法兰)附接到腔室。"stand-alone"。此外,如果您的应用需要间接检测X射线,则Andor提供一系列光纤耦合的摄像头。

Andor受益的应用程序'S高端X射线检测解决方案包括:

  • X射线/伽马断层扫描
  • X射线光谱
  • X射线显微镜
  • X射线束轮廓测定法
  • X射线衍射
  • 光刻
  • X射线地形
  • 等离子体研究
  • 医学影像
  • 汤姆森散落

X射线谱可以大致分成几个区域。这些区域不被良好定义的边界分开,但是出于此概述的目的,它们被定义为:

  • VUV至XUV = 0.01 - 0.1 kev
  • XUV到软X射线= 0.1 - 1 kev
  • 软于硬X射线= 1 - 10 kev
  • 硬X射线= 10 - 100 kev

电磁频谱

电磁频谱

等式1 - 10Å = 1nm and λ(Å) = 12.4 / E(keV)

电子乘以CCD(EMCCD)X射线创新

间接X射线检测的最新开创性创新是光纤耦合的EMCCD技术,使大型区域脱磁纤维的高能X射线的单个光子敏感性,快速多MHz读数速度!

直接检测

通过直接检测相机,CCD传感器本身暴露于进入的照明。这使得光子能够直接吸收在CCD传感器的敏感耗尽区域中,通常产生几个电子孔对。与间接检测和传统的X射线膜检测相比,这种方法拥有:

  • 较高量子效率(QE)
  • 单一光子敏感性没有EMCCD& ICCD
  • 更好的空间& energy resolution

硅中的X射线光子的吸收

硅中的X射线光子的吸收

直接检测摄像机的量子效率

QE是CCD传感器检测光子的概率。然而,请记住,在直接检测X射线照明中,信号的几个光电子由单个撞击光子产生,通常产生单一光子敏感性。形成的光电子的数量与光子的能量有关,如等式2所示。下图显示了用于许多直接检测传感器选项的QE曲线。

QE曲线为许多直接检测传感器选项

QE曲线为许多直接检测传感器选项

等式2 - 在直接检测像素= X射线光子能量(EV)/ 3.65中产生的光电子

FI是前部照明设备,FI-DD表示深度耗尽选项的可用性,提供完善的硬质X射线响应。 BN是一个背部照明选项,没有抗反射涂层(与BV编码相反,如本网站上的其他地方所示),提供最佳的QE可用于柔软到中等X射线检测。除了后部照明传感器的较高QE外,它们还有另一个在前照明系统的重要优势:通过过度暴露于能量X射线,它们提供了显着更好地保护传感器的降解。背部照明传感器是用于直接检测要求的推荐设备。

表格1 。好处&直接检测CCD的缺点's

好处
缺点
良好的空间分辨率
无法检测到硬X射线> 20keV
单个光子敏感性
图像区域上限(通常约25 x 25mm)
能量分辨率
CCD."damages"精力充沛的X射线
好的qe.
 
线性响应
 
高动态范围
 

 

间接检测

间接检测用于硬X射线检测,当您需要时:

  • 单一光子敏感性,即使具有高度脱磁锥度(可用EMCCD技术)
  • QE覆盖范围延伸到硬X射线区域
  • 大面积覆盖(通过放大锥度)
  • 高能量水平的高动态范围
  • 保护CCD传感器

利用间接检测CCD,光纤上的磷光体涂层将X射线光子转换为可见光子。间接检测装置的特性,例如QE和空间分辨率,取决于所选择的磷光体的参数,例如层的厚度,化学成分和粒度。

用磷光体涂覆的可移除放大锥度间接检测

用磷光体涂覆的可移除放大锥度间接检测

与我们的供应商开发的一种新型磷沉积方法,可用于Andor的光纤'S间接检测相机,提供出色的空间分辨率,比传统的批量沉积方法好四倍。磷光体涂层可根据满足您的要求量身定制。

使用磷光体涂覆的光纤是保护CCD传感器免受X射线劣化的最佳选择。通过解决磷光体空间分辨率差的问题,并且使用EMCCD的增强灵敏度,现在可以实现比5keV低的能量更有效的间接检测能力。

用GDO磷光体过涂层的光纤光谱传感器的例子

用GDO磷光体过涂层的光纤光谱传感器的例子

下图说明了典型的磷光体涂覆的光纤相机的总增益如何随着事件光子能量而变化。系统增益被定义为每个入射X射线光子的检测到的电子的数量。系统的增益将根据磷光体的类型,厚度和晶粒尺寸而变化。它还取决于CCD传感器的QE和使用的光纤。

典型磷光体涂层光纤相机的总增益

典型磷光体涂层光纤相机的总增益

该特定示例用于磷光体涂覆的1:1光纤。磷光体经过优化,在5至25keV的能量范围内操作,在〜15keV达到峰值。对于大面积脱磁光纤锥度,整体增益变得大致较低,并且即使快速多MHz读数速度,也可以使用EMCCD技术在探测器读出噪声底板上方放大弱信号–例如,适用于快速断层摄影应用程序。

表2. 。好处&间接检测的缺点

好处
缺点
更高的动态范围
较低的空间分辨率
EMCCD兼容–单个光子敏感性
降低能量分辨率
大面积放大器
 
CCD.protected by fibre-optic
 
宽光子能量覆盖
 

 

表3 。 andor X射线范围

代码
描述
直接/间接
加上外部真空室
直接+间接
DX.
在真空室内
直接+间接
dy
独立
直接+间接
DV.
VUV / XUV(120nm)MGF2 窗户
直接的
DF.
具有磷涂层纤维锥度的多MHz读数(EMCCD可用)
间接

 

Andor提供了各种专用CCD和EMCCD摄像头,用于直接和间接检测光谱或Imagng传感器格式的X射线。相机平台可供选择和优化一系列的传感器尺寸和类型,从128 x 128 emccd到2048 x 2048 ccd。安德斯'S X射线摄像机范围已经开发出适应一系列实验配置,并且系统可用,并且可以独立于真空室的外部,或者可以在真空室内结合。

高能检测

建立超过二十年的尖端开发和制造经验,Andor提供了广泛的高能相机检测系统,适用于许多光谱和成像应用,例如医学研究,材料分析和细胞结构学习。它们包括直接和间接检测系统,可以在各种能量水平下操作。还可以将它们配置为在各种采样接口上进行操作。

可以使用一系列标准安装法兰与真空室接口相机。通过光纤耦合配置也可以实现与外部闪烁体或成像继电器的接口,例如条纹管。

这些高能量检测平台设计为耐用和用户友好。每个系统都被设计为快速并直接集成到实验设置的核心中。作为定制定制的专家,Andor还提供独特的检测解决方案,以满足客户的具体实验需求。

模型 有源像素 冷却 像素Szie. 读取噪音
Zyla Scmos Hf. 2560x2160 0 6.5x6.5 0.9
ikon-l hf 2048x2048 -35 13.5x13.5 4.9

 

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