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PILATUS光子計數(shù)探測器計數(shù)說明

混合像素探測器，為您的實驗室精心準備

PILATUS混合像素探測器的設(shè)計從理論到現(xiàn)實均達到*佳的數(shù)據(jù)質(zhì)量X射線檢測。他們帶來了兩項關(guān)鍵技術(shù)，單光子計數(shù)和混合像素技術(shù)相結(jié)合，同步到您的實驗室。單光子計數(shù)消除所有探測器噪聲，并提供卓越的數(shù)據(jù)。在收集數(shù)據(jù)時，讀數(shù)無噪音和暗電流的消失特別具有優(yōu)勢：在實驗室中的X射線光源比同步加速時要弱很多，需要更長的曝光時間，并導致較弱的信號。由于沒有了暗電流和讀數(shù)噪音， PILATUS探測器更加適合在實驗室使用。混合像素技術(shù)可以直接檢測X射線，與其他任何探測器技術(shù)相比實現(xiàn)了更清晰，更好地解決信號傳輸問題。加上讀取時間短和連續(xù)采集的特點，PILATUS探測器可以高效提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。低功耗和冷卻需求，給你***個無憂的、維護量極小探測器系統(tǒng)，。PILATUS探測器系列是專為您在實驗室中的需求定制，并提供同步加速器的技術(shù)，有無與倫比的價值。利用PILATUS獨特的功能，可以從你的*具挑戰(zhàn)性的樣品獲得*佳的數(shù)據(jù)。

針對您的需求

PILATUS探測器成功推動和同步加速器光束線。PILATUS的獨特功能在實驗室和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢也很明顯。根據(jù)您在實驗室的需求，現(xiàn)在DECTRIS的產(chǎn)品陣容，輔以***系列的PILATUS探測器，。固定能量校準和簡化的讀數(shù)電子器件完美匹配了實驗室相關(guān)要求而且PILATUS完全符合您的預(yù)算。混合像素技術(shù)和單光子計數(shù)，關(guān)鍵的技術(shù)，優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)和高效率，完全無障礙實施是PILATUS探測器的優(yōu)勢。越來越多的實驗室和工業(yè)應(yīng)用的儀器可配備或升***了PILATUS探測器。根據(jù)自己的設(shè)置或利益自由整合PILATUS，可以從***個現(xiàn)成的儀器變成***個DECTRIS OEM合作伙伴

合作伙伴

PILATUS探測器是硅材料光子探測器合作：

-醫(yī)療設(shè)備配套

-JJ X射線

- 科學研究

- 材料探測

傳感器層厚度[μm]

表1：在BESSY II PTB實驗室測量的基礎(chǔ)上PILATUS傳感器的量子效率。

可定制，以符合您的要求

除了標準的320微米厚的硅傳感器，你可以自定義您的PILATUS探測器450或1000微米厚的硅傳感器相匹配的能量X射線源（見表1）。這實現(xiàn)了所有常見的實驗室X射線能量高量子效率。

水冷機型PILATUS 300K和300K-W提供了可選的真空兼容性。此定制使得操作檢測器時，在真空中，如在飛行管SAXS工具。連續(xù)可調(diào)的能量閾值的選項可以抑制熒光信號。

關(guān)鍵優(yōu)勢

- 直接單光子計數(shù)模式中的X射線檢測                                      

- 無讀數(shù)噪聲

- 無暗電流

- ***的點擴散函數(shù)

- 高動態(tài)范圍

- 讀出時間短

- 高幀速率

- 局部和全局的計數(shù)率                                   

應(yīng)用

- 生物大分子晶體（MX）

- 單晶衍射（SCD）

- X-射線衍射（XRD）

- 小廣角散射（SAXS/廣角）

- 表面衍射

- 漫散射

- 時間分辨實驗

- 成像

- 無損檢測

PILATUS200K

ILATUS200K功能的有效面積為84*70毫米，是用X射線應(yīng)用廣泛的理想檢測設(shè)備。這是*緊湊的檢測器，使您可以充分利用所有PILATUS功能。 SCD和XRD與PILATUS的當?shù)睾腿虻母哂嫈?shù)率，遠遠優(yōu)于基于氣體放電或類似技術(shù)的計數(shù)探測器取得優(yōu)異成績。精巧的前部殼體和緊湊的尺寸能夠檢測在高的衍射角，使密閉空間有效地利用周圍的樣品。全風冷和低功率消耗，PILATUS200K是***個免服務(wù)和維修的探測器系統(tǒng)。

PILATUS 300K

PILATUS300K是在實驗室中檢測綜合大分子分子晶體和SAXS完美的探測器。結(jié)合快門數(shù)據(jù)采集，傳感器面積大，可以輕而易舉的采集斑點的大單元的高分辨率衍射數(shù)據(jù)。出色的穩(wěn)定性，可使用水冷式的檢測器，即使是很長的曝光時間，也具有準確的精度，以確定和減去溶劑散射SAXS測量。此外，還可以利用可選的真空兼容的探測器。

PILATUS300K-W

PILATUS300K-W寬的矩形區(qū)域是非常適合WAXS2-D紋理分析和粉末衍射。超薄感受的主機，與允許定位的探測器直接光束非常接近，為您帶來極致的探測器測量廣角***個SAXS/ WAXS設(shè)置的信號。300K-W PILATUS還設(shè)有真空兼容性作為***個自定義選項。

在您的實驗室切片精細

圖1：精細φ-與PILATUS切片。每個數(shù)據(jù)集收集壓痕旋轉(zhuǎn)寬度和每幅

圖像的曝光時間只有30分鐘，在相同的角度為0.1°/ s的速度，在

圖例中表示。獲得出色的數(shù)據(jù)采集時間短。利用細片與無噪PILATUS

的數(shù)據(jù)收集，導致*佳的數(shù)據(jù)質(zhì)量（胰島素，180°旋轉(zhuǎn)，

總額微焦點sealedtube，PILATUS300K）。

應(yīng)用

實驗室SAXS PILATUS

PILATUS探測器非常適合在內(nèi)部SAXS儀器由于其高動態(tài)范圍，沒有讀出噪聲和暗電流，高靈敏度性和超強的穩(wěn)定性。高Q-范圍測量極其微弱的信號，需要很長的曝光時間。由于完全沒有暗電流，PILATUS探測器擅長在長曝光時間，提供卓越的數(shù)據(jù)。另***個優(yōu)勢是使用PILATUS時，檢測穩(wěn)定性高，允許確定的精度，甚至很長的曝光時間減去溶劑散射。這種出色的穩(wěn)定性混合像素技術(shù)簡單，是非常穩(wěn)定的水冷相結(jié)合的單光子計數(shù)結(jié)果。

PILATUS準確測量環(huán)的微弱信號的表現(xiàn)可圈可點，使您能夠成功處理稀釋了的樣本。 SAXS與體積排阻色譜相結(jié)合，是***個功能強大的聚集或易降解系統(tǒng)，短暫的復(fù)合物，以及多個齊聚狀態(tài)的方法來研究。***個無噪聲PILATUS探測器，使這些稀釋的樣本，研究可行的實驗室[2]。此外，高幀速率和較短的讀出時間也允許精細的樣本數(shù)據(jù)采集的過程蛋白質(zhì)洗脫而采集時間化。精細采樣數(shù)據(jù)收集的超過長期總曝光時間是常規(guī)小角X射線散射實驗也非常有用的，因為它揭示了在數(shù)據(jù)采集過程中輻射損傷的有價值的信息。

實驗室MX PILATUS

*佳的精度測量弱高分辨率反射確定地圖的質(zhì)量和*終的成功大分子晶體。弱反射該signal-to-noise比特別是改善由在PILATUS探測器和鋒利的點擴散函數(shù)，從而降低了重疊的衍射強度與散射背景的情況下的檢測器噪聲。此外，細切片的策略可以用于通過沿旋轉(zhuǎn)方向和背景重疊*小化減少光斑的重疊（圖1），以進***步提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量。無噪音PILATUS探測器允許*優(yōu)罰金切片[1]，而CCD或CMOS有源像素探測器需要妥協(xié)，因為讀出或復(fù)位噪聲。

實驗逐步與功能在您的內(nèi)部系統(tǒng)可以同步電子光束，光束穩(wěn)定是至關(guān)重要的。這個優(yōu)勢化室內(nèi)源匹配與PILATUS。***個高度穩(wěn)定的室內(nèi)源無噪聲的影響與VITY探測器相結(jié)合，在S-SAD和其他實驗方法逐步增加你的成功數(shù)據(jù)的準確性是至關(guān)重要的。

PILATUS探測器讀出的時間只有7毫秒的完整圖像，使快門數(shù)據(jù)采集連續(xù)旋轉(zhuǎn)。這降低了總的采集時間，并限度地提高效率，***個關(guān)鍵的優(yōu)勢，在高通放的應(yīng)用，如片段篩選。而且，連續(xù)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)收集允許收集精細的切片數(shù)據(jù)集，具有相同的寬切片數(shù)據(jù)的采集時間。

技術(shù)

混合像素技術(shù)

混合像素探測器的X射線直接轉(zhuǎn)換成電子信號。其他類型的X射線檢測器依賴間歇性步驟捕獲和X-射線轉(zhuǎn)換。

例如CCD和CMOS有源像素探測器，，必須先將X射線轉(zhuǎn)換成可見光。出信號的光散射，在熒光屏所需的轉(zhuǎn)換

涂片劣化和空間分辨率。玻璃纖維光學芯片上的光，這將導致進***步的損失和失真的信號轉(zhuǎn)導。這些CCD和

有源像素探測器固有的設(shè)計缺陷在混合像素探測器是不存在的。混合像素技術(shù)可以直接檢測的X射線，這提

供了優(yōu)越的空間分辨率和提高了探測效率。在***種混合的像素檢測器的每***個像素是由兩種組分的傳感器像

素讀出的像素（圖2）。 X射線光子直接轉(zhuǎn)換成電荷，在傳感器像素，讀出的像素的操作和計數(shù)該電信號。傳

感器和讀出像素有***個直接的，個人的電子連接，每***個混合像素并防止蔓延和信號損失。這使得每***個混   如圖2所示的固態(tài)傳感器直接檢測的X射線光子的原理由

合的像素幾乎獨立的X射線探測器，并達到點的價差，的靈敏度和*終速度。      

圖3：在PILATUS混合的像素探測器的沒有讀出噪聲和暗電流。

畫像***個單***的PILATUS的模塊，但不暴露在100毫秒或1小時的采集時間的X-射線源與。后100毫秒時，

所有像素具有零計數(shù)，在讀出的圖像的過程中，因為沒有噪聲被添加。 1小時后，大多數(shù)像素仍然沒有暗

電流累積的零計數(shù)時間的長曝光期間，并沒有在讀出噪聲被添加。所有在曝光的罪名從***般背景輻射產(chǎn)生，

占0.15分/小時/像素。

單光子計數(shù)

自由電荷被釋放在傳感器像素中通過X射線吸收。X射線信號通過單管子計數(shù)模式讀出像素進行處理表現(xiàn)出了了比整合信號更多的優(yōu)點。。在***個積分檢測器中，在曝光期間積累的電荷。整個集成，暗電流的特性被添加到累積電荷。暗電流增加噪音和減少數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在單光子計數(shù)檢測器，計數(shù)單個事件的X射線吸收所釋放的電荷的信號是由讀出的像素的電荷放大，如果信號超過***個可調(diào)節(jié)的閾值，吸收事件數(shù)字計算。這樣***來，單光子計數(shù)的技術(shù)完全廢除暗電流探測器噪聲源，并實現(xiàn)卓越的數(shù)據(jù)。此外，單光子計數(shù)發(fā)生在飛行過程中的曝光，實現(xiàn)盡可能早的數(shù)字化和隨后的快速的無噪音的數(shù)字讀出。因此，讀數(shù)噪音作為***個主要的整合探測器來源，完全沒有出現(xiàn)在單光子計數(shù)探測器中。

特點

*佳信號噪聲比

PILATUS混合像素探測器的暗電流和讀出噪聲（圖3）本質(zhì)上是沒有暗電流和噪音的。探測器沒有噪聲能夠確保得到***個良好的信號噪聲比的數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)的探測器，這使得在相同曝光時間內(nèi)獲得更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)或者采集到同樣的數(shù)據(jù)需要更短的采集時間。，從衍射不佳的樣品或在分辨率記錄微弱信號時，無噪聲檢測器便顯示出其的優(yōu)勢。

優(yōu)異的點擴散函數(shù)

混合像素技術(shù)和直接轉(zhuǎn)換到充電脈沖的X射線，PILATUS探測器傳播的像素之間幾乎沒有強度。這使***個像素形成尖銳的點擴散函數(shù)（FWHM），并提供了各種各樣的好處（圖4）。間隔緊密的信號，甚至在很大程度上不同的強度，可以更加準確地解決和測量。更清晰的信號，減少了散射的重疊或其他實驗固有的特點，從而改善了信號 – 噪聲比。

高動態(tài)范圍

計數(shù)器深度20位（約100萬計數(shù)），結(jié)合探測器無噪聲的特點，確保了前所未有的對比度和動態(tài)范圍，另***個PILATUS標志是帶來了***的圖像和數(shù)據(jù)質(zhì)量（圖4）。極強和極弱的信號可以通過單***的成像就能夠準確的檢測到。

快速讀出和快門操作

PILATUS探測器實驗室儀器讀出完整的圖像，以閃電般的速度僅為7毫秒。這使得快門，連續(xù)采集的完整圖像。

幾乎瞬時讀數(shù)連續(xù)數(shù)據(jù)采集化了工作效率和任意儀器的吞吐數(shù)據(jù)。

高局部和全局的計數(shù)率

PILATUS設(shè)有***個非常的ASIC技術(shù)實現(xiàn)單光子計數(shù)。這允許精確地檢測到每***個像素中每秒***百萬的光子。由于每***個像素是***個幾乎獨立的檢測器，全局計數(shù)率和像素的數(shù)量形成規(guī)模。以這種方式，PILATUS探測器實現(xiàn)每秒和每平方厘米數(shù)十億的光子的全局計數(shù)率。局部和全局的計數(shù)率的PILATUS探測器是遠遠優(yōu)于那些基于氣體放電或類似技術(shù)的計數(shù)探測器。

易于維護和操作

PILATUS探測器具有低功耗和冷卻需求。所有檢測器組件，在室溫下操作，這大大簡化了冷卻。

PILATUS200K探測器是完全風冷和免維護。 PILATUS300K和300K-W采用低維護，閉路冷卻水

的溫度穩(wěn)定在23℃。

圖4：PILATUS混合探測器的優(yōu)異的動態(tài)測量范圍和點擴散函數(shù)

衍射圖像的細節(jié)顯示出胰島素晶體的相同反射。這些圖像被獲取在***個同步加速光束線和相

同的技術(shù)參數(shù)除了探測器距離，根據(jù)探測器尺寸來調(diào)整以達到探測器邊緣的相同的分辨率。

PILATUS：20位計數(shù)器深度混合像素探測器提供足夠的動態(tài)范圍記錄727,716計數(shù)中像素*

高的強度。得益于***的點擴散函數(shù)斑點被局限在***個小的區(qū)域。此外，銳利的反射剖面的

低馬賽克性晶體精確地表示加上***個超過***千倍的相鄰像素之間的強度差異，CCD與CCD相

同的反射記錄包含許多重載像素的反射強度足以抹掉更大的面積。

PILATUS探測器系列技術(shù)規(guī)格

      200k                   300 k                   300k－w

高性能光子急速計數(shù)探測器

混合像素探測器的性能：

l Pilatus3混合像素探測器為要求苛刻的同步應(yīng)用程序提供終極的性能。在*新的***代產(chǎn)品中，Pilatus X射線探測器系統(tǒng)已經(jīng)達到成熟和穩(wěn)定的水平。改進后的Pilatus3 CMOS讀出電路的特點采用DECTRIS即時觸發(fā)技術(shù)，這使得非Paralyzable不僅增強了高速率技術(shù)的性能，減少了讀取時間，并允許更精確的計數(shù)率校正。DECTRIS即時重新觸發(fā)技術(shù)克服了以前的光子計數(shù)探測器固有的計數(shù)率限制。該Pilatus3是我們在完善單光子計數(shù)工作中努力的結(jié)果。

l 卓越的數(shù)據(jù)質(zhì)量，高速的數(shù)據(jù)采集和靈活的操作模式是所有PILATUS檢測器系統(tǒng)的主要優(yōu)點。卓越的數(shù)據(jù)質(zhì)量是通過各種獨特的功能來實現(xiàn)的：不存在讀出噪音和暗電流，尖點擴散函數(shù)，和20比特（?100萬個計數(shù)）的***種高動態(tài)范圍和計數(shù)器的深度。快速數(shù)據(jù)采集是通過的CMOS ASICS和讀出電子來實現(xiàn)的。***個簡單而通用的接口觸發(fā)和控制檢測器并且允許納秒的精確同步，使得操作模式更為廣泛。

關(guān)鍵優(yōu)勢：

l 計數(shù)率高達10MCTS /秒/像素

l 速率可達500 Hz

l 讀數(shù)時間0.95毫秒

l 在單光子計數(shù)模式下直接檢測X射線

l 無讀出噪音

l 無暗電流

l ***的點擴散函數(shù)

l 20位計數(shù)器

應(yīng)用范圍

l 高分子結(jié)晶（MX）

l 單晶衍射（SCD）

l 表面衍射

l 小型、廣角X-射線散射（SAXS / WAXS）

l 相干X射線成像

l 臨床X射線成像

l 時間分辨實驗