光子計數探測器
混合像素探測器，為您的實(shí)驗室精心準備
PILATUS混合像素探測器的設計是X射線(xiàn)探測領(lǐng)域的***次革命性成果，其能夠實(shí)現的數據質(zhì)量。該探測器將單光子計數和混合像素技術(shù)這兩項關(guān)鍵技術(shù)相結合，應用于同步輻射和常規實(shí)驗室光源等各個(gè)領(lǐng)域。單光子計數技術(shù)能夠消除所有探測器噪聲，并提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗數據。在采集數據時(shí)，能夠有效排除讀出噪聲和暗電流的干擾，其在實(shí)驗室光源的應用中具有特別優(yōu)勢。實(shí)驗室X射線(xiàn)光源相比于同步輻射光源光強低得多，因而在成像過(guò)程中需要更長(cháng)的曝光時(shí)間，其獲得的信號也要弱的多。由于排除了暗電流和讀出噪聲， PILATUS探測器更加適合在實(shí)驗室使用?；旌舷袼丶夹g(shù)可以直接探測X射線(xiàn)，與其他探測器技術(shù)相比能夠獲得更清晰，更易分辨的信號。加上讀取時(shí)間短和連續采集的特點(diǎn)，PILATUS探測器可以高效提供優(yōu)質(zhì)數據。低功耗和低冷卻需求，為您提供***個(gè)維護量極小的探測器系統，。PILATUS探測器系列是專(zhuān)為您在實(shí)驗室中的需求定制，并且提供具有無(wú)與倫比價(jià)值的同步輻射驗證的成熟探測技術(shù)。利用PILATUS獨特的功能，可以從你的*具挑戰性的樣品獲得*佳的數據。
針對您的需求
PILATUS探測器在眾多同步輻射束線(xiàn)上獲得成功應用。PILATUS的獨特功能在實(shí)驗室和相關(guān)工業(yè)應用的優(yōu)勢也很明顯?，F在DECTRIS的產(chǎn)品***族，包括***系列的PILATUS探測器，能夠滿(mǎn)足您在實(shí)驗室的獨特需求。固定能量標定和簡(jiǎn)化的讀出電子器件可以完美匹配實(shí)驗室相關(guān)需求，而且PILATUS完全符合您的預算?；旌舷袼丶夹g(shù)和單光子計數技術(shù)，這兩項能夠提升數據質(zhì)量和采集效率的關(guān)鍵技術(shù)，在所有PILATUS探測器中完美應用。越來(lái)越多的實(shí)驗室和工業(yè)應用的儀器可配備或升***為PILATUS探測器。您可以在設備中自由集成PILATUS 探測器模塊，也可以直接采用 DECTRIS OEM合作伙伴的現成產(chǎn)品。
OEM合作整機合作
PILATUS探測器是現成的產(chǎn)品，我們的OEM合作伙伴：
- JJ X射線(xiàn)
- 理學(xué)
- STOE
-Xenocs
傳感器層厚度[μm]
| X射線(xiàn)能量 | 320 | 450 | 1000 |
| 5.4 KeV（Cr） | 94% | 94% | ≥80% |
| 8.0 KeV（Cu） | 97% | 98% | 96% |
| 9.2 KeV（Ga） | 94% | 97% | 97% |
| 17.5 KeV（Mo） | 37% | 47% | 76% |
| 22.2 KeV（Ag） | 20% | 27% | 50% |
表1：基于PTB實(shí)驗室的BESSY II實(shí)驗裝置上測量的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，你可以定制您的PILATUS探測器450或1000微米厚的硅傳感器以匹配您的X射線(xiàn)光源能量（見(jiàn)表）。這樣能夠在所有常見(jiàn)的實(shí)驗室X射線(xiàn)能量下實(shí)現高量子效率。
水冷機型PILATUS 300K和300K-W提供了可選的真空兼容性。此定制使得探測器能夠在真空中使用，如在SAXS裝置的飛行管中。連續可調的能量閾值的選項可以有效抑制熒光信號。
關(guān)鍵優(yōu)勢
- 單光子計數模式中的直接探測X射線(xiàn)
- 無(wú)讀出噪聲
- 無(wú)暗電流
- ***的點(diǎn)擴散函數
- 高動(dòng)態(tài)范圍
- 讀出時(shí)間短
- 高幀速率
- 高局部和全局的計數率
應用
- 生物大分子晶體學(xué)（MX）
- 單晶衍射（SCD）
- X-射線(xiàn)衍射（XRD）
- 小角散射與廣角散射（SAXS/廣角）
- 表面衍射
- 漫散射
- 時(shí)間分辨實(shí)驗
- 成像
- 無(wú)損檢測
PILATUS200K
ILATUS200K有效探測面積為84*70毫米，在各種不同的X射線(xiàn)應用領(lǐng)域均為理想的探測器。這是*緊湊的探測器，使您
可以充分利用所有PILATUS功能。 在SCD和XRD應用中，采用PILATUS的局部和全局的高計數率，能夠獲得遠遠優(yōu)于基
于氣體放電或類(lèi)似技術(shù)的計數探測器的成像效果。精巧的前部殼體和緊湊的尺寸能夠探測到大衍射角的X射線(xiàn)，并且能夠
有效利用樣品周?chē)目臻g。全風(fēng)冷和低功率消耗，PILATUS200K是***個(gè)幾乎不需要服務(wù)和維修的探測器系統。
PILATUS 300K
PILATUS300K是在實(shí)驗室中進(jìn)行生物晶體學(xué)研究和小角散射研究（SAXS）的完美探測器。大傳感器面積結合無(wú)快門(mén)數據采集，
可以輕而易舉的采集具有良好分辨點(diǎn)的大晶胞的高分辨率衍射數據。小角散射研究得益于水冷式探測的出色穩定性，即使是
很長(cháng)的曝光時(shí)間，也具有準確的精度，以確定和減去溶劑散射SAXS測量。此外，還可以采用可選的真空兼容的探測器。
PILATUS300K-W
PILATUS300K-W寬的矩形區域是非常適合WAXS2-D紋理分析和粉末衍射。成像區域超大的軸向尺寸使得探測器可以放置在直射
束非常接近的位置，為您提供在小角散射/廣角散射（SAXA/WAXS）裝置中測量廣角散（WAXS）信號的終極探測器。與300K 類(lèi)
似，300K-W PILATUS 也可以定制真空兼容性的自定義選項。
在您的實(shí)驗室切片精細
PILATUS采集的精細φ切片。每個(gè)數據集的采集條件均為：
相同的角速度0.1°/S 下僅僅采集30分鐘，每幅圖采用如圖例
所示的不斷減少的旋轉寬度和曝光時(shí)間。更短的采集時(shí)間能夠獲
得更好的實(shí)驗數據。利用無(wú)噪聲的PILATUS探測器獲得的精細層
數據集可以獲得*佳的數據質(zhì)量（胰島素，180°旋轉角度范圍，
微焦點(diǎn)密封球管，PILATUS300K）。
應用
PILATUS應用于實(shí)驗室小角散射SAXS
由于其高動(dòng)態(tài)范圍，沒(méi)有讀出噪聲和暗電流，高靈敏性和超強的穩定性，PILATUS探測器非常適合應用于實(shí)驗室SAXS設備，高Q-范圍測量極其微弱的信號，需要很長(cháng)的曝光時(shí)間。由于完全沒(méi)有暗電流，PILATUS探測器擅長(cháng)在長(cháng)曝光時(shí)間，獲取卓越的數據。另***個(gè)優(yōu)勢是使用PILATUS時(shí)，探測穩定性高，甚至能夠在很長(cháng)的曝光時(shí)間下，以的精度，確定和減去溶劑散射。這種出色的穩定性源自單光子計數技術(shù)與混合像素技術(shù)以及簡(jiǎn)單卻非常穩定的水冷技術(shù)的結合。
PILATUS探測器準確測量微弱信號的表現可圈可點(diǎn)，使您能夠成功處理稀釋了的樣本。 SAXS與尺寸排阻色譜法相結合，是研究聚集或易降解系統、瞬態(tài)配合物、以及齊聚狀態(tài)的強大方法。無(wú)噪聲PILATUS探測器，使這些稀釋的樣本，能夠在實(shí)驗室進(jìn)行可行的研究 。此外，高幀速率和較短的讀出時(shí)間也能夠在蛋白質(zhì)洗脫的過(guò)程中化采集時(shí)間從而更精細地進(jìn)行數據采集。由于其可以揭示數據采集過(guò)程中輻射損傷的有價(jià)值的信息，超長(cháng)曝光時(shí)間下對數據采集精細采樣在常規SAXA 實(shí)驗中極其有效。
PILATUS 應用于實(shí)驗室生物大分子研究 MX
以*佳的精度測量微弱高分辨率反射信號確定圖像的質(zhì)量，并*終成功進(jìn)行生物大分子研究。PILATUS探測器排除探測器噪聲干擾的特點(diǎn)，可以有效提升弱反射信號的信噪比，并且能夠在散射背景中減少衍射強度的重疊以獲得更好的點(diǎn)擴散函數。此外，可以采用精細切片的策略，這樣可以沿旋轉方向減少背景重疊和降低斑塊重疊，以進(jìn)***步提高數據質(zhì)量可，無(wú)噪聲PILATUS探測器允許*優(yōu)精細切片[1]，而CCD或CMOS等探測器需要，權衡讀出噪聲和復位噪聲。
光束穩定對于實(shí)驗過(guò)程和實(shí)驗室系統可以表現出同步輻射束線(xiàn)的特征而言，都是至關(guān)重要的。將您的系統匹配PILATUS探測器，可以化實(shí)現實(shí)驗室光源的極限優(yōu)勢。將高度穩定的實(shí)驗室光源與無(wú)噪聲高靈敏度的探測器系統相結合，可以再S-SAD和其他數據精度至關(guān)重要的實(shí)驗方法中增加實(shí)驗的成功概率。
PILATUS探測器對于整圖像的讀出的時(shí)間只有7毫秒，因此可以再連續旋轉過(guò)程的采集中不需要快門(mén)而直接采集。這樣降低了總的采集時(shí)間并且提升了采集效率，后者是高通量應用（比如片段篩選）的***個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢。
技術(shù)
1、混合像素技術(shù)
混合像素探測器將X射線(xiàn)直接轉換成電子信號。其他類(lèi)型的X射線(xiàn)探測器依賴(lài)中間步驟來(lái)捕獲和轉換X-射線(xiàn)。
以CCD和CMOS探測器為例，其先將X射線(xiàn)信號轉換為可見(jiàn)光信號?？梢?jiàn)光在轉換所需的磷光體屏中的散射會(huì )
減弱信號并且降低空間分辨率。玻璃纖維光學(xué)元件會(huì )轉換芯片上的光，會(huì )導致信號的進(jìn)***步減弱和失真。這些
CCD探測器及其他類(lèi)似探測器的固有設計限制在混合像素計數中并不存在。采用混合像素技術(shù)的X射線(xiàn)直接探
測可以提供更優(yōu)的空間分辨率和更高的探測效率?；旌舷袼靥綔y器中，每個(gè)像素由兩部分組成：感光像素和讀
出像素。X射線(xiàn)光子由感光像素直接轉換為電荷信號。讀出像素對電荷信號進(jìn)行處理和計數?；旌舷袼?/span>
的每個(gè)獨立像素中的感光像素和讀出像素都有直接的電子學(xué)連接，可以防止信號的串擾和損失。這樣使得每個(gè)
混合像素成為***個(gè)虛擬獨立的X射線(xiàn)探測器，因此可以得到的點(diǎn)擴散、的靈敏度和極致的速度。
在PILATUS混合的像素探測器的沒(méi)有讀出噪聲和暗電流。
單個(gè)PILATUS成像模塊在沒(méi)有X射線(xiàn)源照射的情況下100毫秒和1小時(shí)的成像圖像。100毫秒后，由于讀出圖
像過(guò)程中沒(méi)有噪聲引入，所有像素計數為零。1小時(shí)后，由于在常曝光過(guò)程中沒(méi)有暗電流累積并且在讀出過(guò)程
中沒(méi)有噪聲引入，大部分像素仍然計數為零。曝光過(guò)程中的計數均來(lái)自于常規背景輻射，其計數率為0.15個(gè)
計數/小時(shí)/像素。
2、單光子計數
通過(guò)X射線(xiàn)的吸收，自由電荷被釋放在感光像素中。單光子計數模式下X射線(xiàn)信號通過(guò)讀出像素進(jìn)行處理，其相對于信號積分模式具有多種優(yōu)勢。在能量沉積型探測器中，電荷在曝光過(guò)程中沉積下來(lái)。積分過(guò)程中，固有的暗電流會(huì )引入到沉積電荷中。暗電流會(huì )增加噪聲與降低圖像質(zhì)量。在單光子計數型探測器中，信號產(chǎn)生于對通過(guò)X射線(xiàn)吸收而釋放的單個(gè)光子分別計數。電荷在讀出像素中被放大，并且如果信號強度超過(guò) ***個(gè)可調節的閾值，***個(gè)吸收事件被數字化計數。這樣***來(lái)，單光子計數的技術(shù)完全排除暗電流成為探測器噪聲源的可能性，并且能夠獲得實(shí)現的數據。此外，單光子計數發(fā)生在飛行過(guò)程中的曝光，能夠實(shí)現盡可能早的數字化和隨后快速的無(wú)噪聲的數字讀出。因此，作為積分型探測器中另***個(gè)重要噪聲來(lái)源的讀出噪聲，在單光子計數探測器中被完全排除。
特點(diǎn)
1、*佳信號噪聲比
PILATUS混合像素探測器固有地排除本質(zhì)上是沒(méi)有暗電流和讀出噪聲的干擾。探測器沒(méi)有噪聲能夠確保得到良好的信噪比的數據。相比傳統的探測器，這使得在相同曝光時(shí)間內獲得更優(yōu)質(zhì)的數據或者更短的采集時(shí)間得到相同的圖像。記錄弱衍射樣品產(chǎn)生弱信號或者以分辨率記錄弱信號時(shí)，無(wú)噪聲檢測器便顯示出其的優(yōu)勢。
2、優(yōu)異的點(diǎn)擴散函數
采用混合像素技術(shù)和X射線(xiàn)直接轉換為電荷脈沖技術(shù)，PILATUS探測器的像素之間沒(méi)有信號傳播。這給于單個(gè)像素形成尖銳的點(diǎn)擴散函數（FWHM），并提供了各種各樣的好處。間隔緊密的信號，甚至在不同強度的情況下，也能更加準確地分辨和測量。更清晰的信號，減少了散射或其他實(shí)驗固有的背景的重疊，從而改善了信噪比。
3、高動(dòng)態(tài)范圍
計數器深度20位（約100萬(wàn)計數），結合探測器無(wú)噪聲的特點(diǎn)，確保了前所未有的對比度和動(dòng)態(tài)范圍，另***個(gè)PILATUS標志是帶來(lái)了***的圖像和數據質(zhì)量。極強和極弱的信號在單***的成像中就能夠準確的檢測到。
4、快速讀出和快門(mén)操作
實(shí)驗室設備中采用的PILATUS探測器讀出完整的像，僅需要7毫秒。這樣可以無(wú)快門(mén)的情況下，進(jìn)行完整圖像的連續采集。
幾乎瞬時(shí)讀數連續數據采集化設備的工作效率和數據生產(chǎn)率。
5、高局部和全局的計數率
PILATUS設有***個(gè)非常的ASIC技術(shù)實(shí)現單光子計數。這允許每***個(gè)像素中每秒鐘精確地探測到多達***百萬(wàn)的光子。由于每***個(gè)像素是***個(gè)幾乎獨立的探測器，全局計數率和像素的數量有關(guān)。以這種方式，PILATUS探測器實(shí)現每秒和每平方厘米數十億的光子的全局計數率。局部和全局的計數率的PILATUS探測器是遠遠優(yōu)于那些基于氣體放電或類(lèi)似技術(shù)的計數探測器。
6、易于維護和操作
PILATUS探測器具有低功耗和冷卻性能。所有探測器組件，在室溫下操作，這大大簡(jiǎn)化了冷卻。
PILATUS200K探測器是完全風(fēng)冷和免維護。 PILATUS300K和300K-W采用低維護，閉路冷卻水
的溫度穩定在23℃。
7、PILATUS混合探測器的優(yōu)異的動(dòng)態(tài)測量范圍和點(diǎn)擴散函數
衍射圖像的細節顯示出胰島素晶體的相同反射。這些圖像在用***個(gè)同步輻射束線(xiàn)上采用除探測器距離外相同的參數
采集而得，其探測器距離根據探測器尺寸被調整至能夠在探測器的邊緣獲得同樣的分辨率。PILATUS：20位計數器
深度混合像素探測器提供足夠的動(dòng)態(tài)范圍，像素強度下紀錄727,716個(gè)計數。得益于***的點(diǎn)擴散函數，
斑點(diǎn)被局限在***個(gè)小的區域。此外，低馬賽克晶體的銳利的反射剖面精確地表示加上***個(gè)超過(guò)***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)規格
| | 300K | 200K | 300k－w |
| 探測器模塊數量 | 1＊2 | 1*3 | 3*1 |
| 敏感區域：寬×高像素尺寸面積[mm2][平方微米] | 83.8*70.0 | 83.8*106.5 | 253.7*33.5 |
| 像素尺寸 | | 172*172 | |
| 總的像素數 | 487*407=198’209 | 487*619=301’453 | 1475*195=287’625 |
| 死區/模塊有缺陷的 | 4.3% | 5.5% | 0.9% |
| 像素之間的差距 | | 《0.03% | |
| 幀速率[赫茲] | | 20 | |
| 讀數時(shí)間[ms] | | 7 | |
| 點(diǎn)擴散函數 | | 1pixel（fwhm） | |
| 計數器深度 | | 20bits（1，048，576counts） | |
| 功耗[W] | 24 | 30 | 30 |
| 尺寸（WHD）[MM3] | 158*157*276 | 158*193*262 | 280*62*296 |
| 重量[kg] | 5.4 | 7.5 | 7.0 |
| 冷卻 | Air－cooled | Water－cooled | Water－cooled |
| X射線(xiàn)能量 | 鉻，錳，鐵，銅，鎵，鉬，銀靶線(xiàn) |
| 標準配置 | 320微米的硅傳感器、兩個(gè)X-射線(xiàn)能量的校準 |
| 探測器選擇 | 450或1000微米的硅傳感器、為兩個(gè)以上的X射線(xiàn)能量的校準， 連續閾值（3.5-18千電子伏）、連續閾值（2.7 - 18千電子伏）真空兼容性 |
滬公網(wǎng)安備31011502016460號
