射线光硅探测器

仪器简介：软X射线探测器分为AXUV系列，SXUV系列 ，UVG系列 这三个系列，其中AXUV系列适用于真空紫外、极紫外和软X射线探测器。SXUV系列探测器是专门为高通量的光子探测设计的，如配合使用在第三和第四代同步加速器和准分子激光器。该系列二极管由超大规模集成电路制造而成。UVG系列PN结光电探测器可以实现100%的光生载流子收集效率，所以被使用在近紫外和真空紫外（600--160nm）。技术参数：AXUV系列 AXUV系列适用于真空紫外、极紫外和软X射线探测器，由于不同于常见的pn结二极管，这些二极管没有掺杂死区，加之零表面复合处理，可以在紫外/极紫外范围内，达到理想化的100%内部量子效率转化。 IRD还提供与Cr,W,Au,Fe,Al等滤光片耦合的探测器，可以达到探测指定波长的效果。 SXUV系列 由于在硅PN结光电二极管前耦合铂硅化物入射窗，使得探测器可以探测超紫外光子（能量范围4ev&mdash 12KeV）。这些探测器是专门为高通量的光子探测设计的，如配合使用在第三和第四代同步加速器和准分子激光器。该系列二极管由超大规模集成电路制造而成。 IRD还提供与Zr，Si3N4,Si,SiC,Mo,Al滤光片耦合的探测器，可以达到探测指定波长的效果。 当脉冲能量超过20mJ,IRD还开发了带衰减器的探测器，以减少UV/EUV脉冲射线对探测器的冲击。 UVG系列 UVG系列PN结光电探测器可以实现100%的光生载流子收集效率，所以被使用在近紫外和真空紫外（600--160nm）。与传统的二极管不同的是，这些二极管没有掺杂死区，加之零表面复合处理，可以在紫外/极紫外范围内，达到理想化的100%内部量子效率转化主要特点：1.软X射线可直接照射探测器，无需闪烁晶体做转换 2.按可检测X射线能量范围不同及应用的需要，分为AXUV,UVG和SXUV三大产品系列，最低可检测0.04nm的软X射线 3.快速响应的探测器，响应速度达到ps量级 4.多元阵列，积分放大电路，并可根据需要集成带通滤光片 5.四象限位置传感器（Quadrant PSD）

DR是Digital Radiograph（便携式DR成像系统）的缩写。由平板探测器、X射线机、X射线机同步控制单元、控制模块、交流电缆线、数据线、接口盒、便携式电脑和软件等组成。平板探测器主要特点： 1、采用优质高效的HSG+闪烁体材料，闪烁体层厚度按照工业使用需求专门设计，使得探测器具有更好的光子捕获能力，获得更高的信噪比。2、优异的成像质量：选用成像质量稳定的DDA非晶硅成像板，采用140μm像素TFT工艺，使得空间分辨率和光子俘获效率均达到了最适合工业使用的均衡。3、成像板具有低散射及高灵敏度的特点，使成像系统具有高成像解析度及信噪比，16bit高动态范围图像灰度值范围大、厚度宽容度高、层次丰富、便于调节观看。4、超薄设计：特殊设计的超薄平板探测器厚度，可以插入排管缝隙、墙边管线等狭小空间，超窄边框成像盲区小于3mm，使管道弯头焊缝等位置也可以布置拍摄。5、远程操作：探测器内置无线模块的同时也配置有外部快装式高性能天线，无需外部放大模块就能满足大于100米的野外使用距离，现场使用更具便携性。6、在没有交流电源的野外，平板探测器可以采用内置电池供电，单电池工作时间持续6小时以上（标配两块电池）7、在固定场所作业时，可通过DC端口持续供电，免于频繁充电和更换电池。8、存储：探测器内部含有存储单元，可脱离工作站独立工作，可存储图像不少于200幅。9、校正：探测器内置校正文件，可便于现场校正使用。10、预览方式：无需专用软件即可通过手机、平板电脑的通用网络浏览器预览并共享图像。11、防护等级：可达IP67（提供第三方测试报告）12、图像软件可一键自动控制标配射线机与平板探测器的同步工作，可匹配主流品牌型号的脉冲射线机和高频恒压射线机，手动控制曝光。13、同时具备有线与无线通讯功能，成像板可由用户任意选择无线或有线连接电脑。14、具有多次曝光叠加降噪功能，叠加合成图片，消除随机噪声，提高图像信噪比 。15、具有能量融合、局部增强、腐蚀测量、多档灰度对比度预置一键调整图像等优化功能。16、软件支持用户二次开发不同应用。平板探测器技术参数：图片 型号PIXX3543N传感器非晶硅闪烁体硫氧化钆 GOS像素矩阵2560*3072像素区域350mm*427mm像素间距140μm能量范围40-300kvp动态范围16bit触发方式软件触发、AED自动触发、连续触发图像捕获时间3-5秒数据传输时间小于1秒尺寸420.5 x 461 x 15mm重量≤4.2kg外壳碳纤维/铝合金供电锂离子聚合物电池、DC直流防护等级IP67 rated无线标准Gigatit WIFI 802.11AC有线标准千兆以太网、RJ45端口便携移动双侧把手位应用：电力耐张线夹检测，电力GIS设备检测，无损检测，安检排爆，考古等领域。

XR-100SDD型X射线硅漂移探测器125eV的能量分辨率！采用电冷技术 无需液氮！图1. XR-100型硅漂移探测器及配套电源PX5 图2. 硅漂移探头元件示意图 XR-100SDD系列产品由新型高性能X射线硅漂移探头，前置放大器（前放）和致冷系统组成。采用热电致冷技术保持硅漂移探头(SDD)的低温工作环境，而在两级热电致冷器上亦安装了输入场效应管(FET)和新型温度反馈控制电路，这样探头组件的温度保持在约零下55摄氏度左右，并通过组件上的温度传感器显示实时温度。探头采用TO-8封装，并利用不透光和不透气（真空封装适用）的薄铍(Be)窗以实现封装后的软X射线探测。 XR-100SDD系列产品无需采用昂贵的低温制冷系统即可获得非常优越的性能，它标志着X射线探测器生产技术上的一个突破。产品特性：1. 高计数率：500,000 CPS(每秒计数, counts per second)；2. 能量分辨率：125eV（半高全宽，FWHM，对应峰值为5.9keV的情况）；3. 高峰本比：20，000:1“(ratio of counts from 5.9 keV to 1 keV) (typical)” ；4. 面积25mm2，厚度500µ m；5. 内置多层准直器；6. 不需要液氮制冷。应用范围：1. X射线荧光分析；2. 用于RoHS/WEEE标准检测的X射线荧光谱仪；3. OEM和其他专业应用；4. 生产工艺流程反馈控制；5. 高校和科研院所实验室研究；产品参数：本产品可以适应于用户不同应用时的参数需求。I. 高能量分辨应用： 1. 超高能量分辨率：125eV（对应峰值为5.9keV的情况）； 2. 峰化时间(Peaking time)：11.2µ s； 3. 计数率：100,000 CPS； 4. 峰本比：,20，000:1；II. 快速峰化应用： 1. 能量分辨率：155eV（对应峰值为5.9keV的情况）； 2. 峰化时间(Peaking time)：0.8µ s； 3. 计数率：500,000 CPS；III. 手持设备应用： 1. 能量分辨率：150eV（对应峰值为5.9keV的情况）； 2. 峰化时间(Peaking time)：3.2µ s； 3. 探测器探头温度保持在250K（-24oC） 4. 计数率：200,000 CPS；XRF设备由此开始 ... ...图3. Amptek硅漂移探测器(SDD)测得的55Fe能谱 产品说明 XR-100SDD型硅漂移探测器（SDD）是Amptek公司出品的一款新型X射线探测器，它标志着X射线探测器生产工艺的变革。XR-100SDD因其体积小，性能优越且价格便宜等特点，是OEM手持式和台式X射线荧光谱仪设备的理想选择；而且它在保证优异的能量分辨的同时还能达到相当高的计数率，可以满足各种参数需求；另外封装采用和Amptek出品的其他探测器一样的T0-8型外壳，方便用户升级现有系统以及和其他Amptek产品配套。 硅漂移探测器工作原理和硅PIN(Si-PIN)光电二极管类似，但它利用单电极结构大大提升了性能。Amptek公司专门为X射线能谱测量应用优化了其所有硅漂移探测器产品。 同样的探头面积下，硅漂移探测器电容比传统硅PIN探测器电容低很多，则所需成型时间变短，电子学噪声也会大大降低。因此硅漂移探测器可以相同（较高）的计数率下得到比传统探测器好的能量分辨率。另外为引导电子移动到相当小的低电容阳极上，探测器中的电极结构是特制的。 产品参数常规参数探头类型硅漂移探测器(SDD)探头尺寸25mm2硅晶体厚度500μm准直器内置多层准直器(ML)能量分辨率(@55Fe, 5.9keV峰)125-140eV FWHM (11.2μs峰化时间)峰本比(Peak to Background)20，000:1 (5.9keV,1keV计数比)典型的铍(Be)窗厚度0.5mil (12.5μm)电荷敏感型前置放大器Amptek定制可复位放大器增益稳定性（温飘）20ppm/ oC (一般情况下)外壳尺寸3 x 1.75 x 1.13 inch, 7.6 x 4.4 x 2.9 cm重量4.4 ounces (125g)总功率1W保修期一年产品寿命五到十年，因具体应用而异环境温度0~+50oC仓储和物流要求长时间仓储：干燥条件下存放十年以上仓储/物流需求：-20到+50 oC，10%到90%湿度（无冷凝器）TUV CertificationCertificate #: CU 72072412 02Tested to: UL 61010-1: 2004 R7 .05CAN/CSA-C22.2 61010-1: 2004输出参数前置放大器电源电压正负8到9V，电流15mA，噪声峰峰值小于50mV探头电源电压-90到-150V，电流25μA；输入需要非常稳定：0.1%的波动。制冷器电源最大电压3.5V，最大电流350mA，噪声峰峰值小于100mV；注意：XR-100SDD探测器自身包含温度控制器输出参数前置放大器灵敏度一般为1mV/keV（不同探测器可能略有不同）前置放大器极性正脉冲信号输出（最大负载为1k欧姆）前端放大器反馈复位温度显示灵敏度利用PX5/X-123等直接读取温度（单位：开尔文）可选配置或配件X-123SDD 硅漂移探测器（SDD）也有对应的X-123SDD谱仪配置。该集成化配置包含了X射线探头，前置放大器，DP5数字脉冲处理和多道分析模块，以及PC5电源模块。而用户仅需提供+5V的直流输入和到您的电脑的USB/RS232/以太网连接。包含硅漂移探测器的X-123SDD谱仪产品真空配件和所有Amptek真空配件兼容OEM和所有Amptek OEM配件兼容注意事项：1. 硅漂移探测器需要负高压，而前放输出为正脉冲。这和标准Si-PIN探测器所要求的正高压，而前方输出为负脉冲正好相反；2. PX5电源模块可以输出正或负的高压。若您为XR100SDD配套订购了PX5模块，则PX5必须设置为负高压输出。在使用XR-100CR探测器时，因错误设定PX5为负高压输出导致的探测器损坏不在保修范围之内。而使用XR-100SDD探测器时，因设定PX5为正高压输出导致的探测器损坏亦不在保修范围之内。准直器的使用 为提高能谱测量的质量，绝大部分Amptek生产的探测器都带有内部准直器。 探测器有效面元(active volume)边缘部分和X射线的相互作用会因不完全电荷收集产生一些小脉冲信号，进而影响测得的能谱数据。而且这些信号可能正处在用户所关心的元素所在的能量范围，降低了信噪比。而内部准直器则可以限制X射线只能打到有效面元内，这就避免了噪声信号的产生。 不同类型的探测器中准直器的应用各有优点：提高峰本比（P/B）；消除边界效应；消除假尖峰信号。真空环境中的应用 XR-100SDD型产品可以工作在10-8托的真空环境到大气压下工作，而真空环境应用有如下两种方案： 1) XR-100SDD的探头和前放均置于真空室内部： a. 为保证XR-100SDD的正常工作，需避免器件过热，并做好输入的1W功率的良好导热；即利用XR-100SDD封装上的四个安装孔，根据具体真空室位形设计散热，将器件热量传导到真空室壁上； b. 在CF（Conflat Flange）刀口法兰上利用可选的真空馈通端子（如9DVF型，九接口）连接XR-100SDD和真空室外的PX5电源。 2) XR-100SDD全部置于真空室外：需利用可选的真空探测器延长组件（如EXV9型加长管，长9英寸）和标准CF刀口法兰窗口（通过O圈密封）配套。图4. 真空条件使用中可选的延长组件图5. 高采样率X射线束线系统中Amptek高性能SDD的应用（定制法兰，4个SDD探测器）其他系统说明及性能曲线图6. SDD的能量分辨率和峰化时间曲线图7. Si-PIN和SDD探测器的分辨率-峰化/成形时间曲线对比图8. 对应不同峰化时间的能量分辨率和输入计数率曲线（SDD配套DP5使用） 该图也表示了最大输出计数率曲线（黑色虚线）。而系统工作参数在该曲线右边区域时，尽管输入计数率很高，但输出计数率仍会小于最大值，具体情况见下图9。 图9. 不同峰化时间下SDD的输入计数率和输出计数率曲线（输出效率） 由于SDD探测器具有更小的电容，在成型放大器中较短的成形时间即可保证较好的能量分辨率。通常使用9.6μs或更小的成形时间，这极大提高了系统的输出效率。 图10. 使用SDD得到的55Fe能谱 图11. 不同峰化时间下SDD探测器的能量分辨率和对应能量峰值曲线 图12. 综合考虑铍窗（及保护膜）的传输效率及和Si晶体的相互作用效率后不同能量的传输率曲线。 曲线的低能量部分由铍窗厚度决定（0.3mil/8μm或0.5mil/12.5μm），而高能量部分则由Si晶体有效厚度决定：500μm。传输效率文件：包含传输效率方面系数和常见问题解答的.zip格式文件，仅提供基本信息，不能作为定量分析依据。SDD应用中的各种能谱图利用高性能硅漂移探测器（Super SDD）和Mini-X型X射线管测得的不同样品的荧光能谱:图13. SS316型不锈钢图14. PVC样品（RoHS/WEEE标准）图15. CaCl2溶液（800ppm Ca, 1200 ppm Cl）图16. 含有少量KCl的原油（1100ppm）中的S元素图17. 汽车催化剂图18. 铂金(Pt)戒指 完整的X射线荧光谱仪（XRF）系统图19. 安装于MP1型平板上的XR100SDD探测器和Mini-X发生器 完整的XRF系统包括：1. XR-100SDD型硅漂移探测器；2. PX5型数字脉冲处理器，多道分析器及电源；3. Mini-X型USB控制X射线管；4. XRF-FP定量分析软件；5. MP1型XRF系统安装平台。