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PILATUS光子計數探測器計數說(shuō)明

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從理論到現實(shí)均達到*佳的數據質(zhì)量X射線(xiàn)檢測。他們帶來(lái)了兩項關(guān)鍵技術(shù)，單光子計數和混合像素技術(shù)相結合，同步到您的實(shí)驗室。單光子計數消除所有探測器噪聲，并提供卓越的數據。在收集數據時(shí)，讀數無(wú)噪音和暗電流的消失特別具有優(yōu)勢：在實(shí)驗室中的X射線(xiàn)光源比同步加速時(shí)要弱很多，需要更長(cháng)的曝光時(shí)間，并導致較弱的信號。由于沒(méi)有了暗電流和讀數噪音， PILATUS探測器更加適合在實(shí)驗室使用?；旌舷袼丶夹g(shù)可以直接檢測X射線(xiàn)，與其他任何探測器技術(shù)相比實(shí)現了更清晰，更好地解決信號傳輸問(wèn)題。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。低功耗和冷卻需求，給你***個(gè)無(wú)憂(yōu)的、維護量極小探測器系統，。PILATUS探測器系列是專(zhuān)為您在實(shí)驗室中的需求定制，并提供同步加速器的技術(shù)，有無(wú)與倫比的價(jià)值。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探測器成功推動(dòng)和同步加速器光束線(xiàn)。PILATUS的獨特功能在實(shí)驗室和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢也很明顯。根據您在實(shí)驗室的需求，現在DECTRIS的產(chǎn)品陣容，輔以***系列的PILATUS探測器，。固定能量校準和簡(jiǎn)化的讀數電子器件完美匹配了實(shí)驗室相關(guān)要求而且PILATUS完全符合您的預算?；旌舷袼丶夹g(shù)和單光子計數，關(guān)鍵的技術(shù)，優(yōu)質(zhì)的數據和高效率，完全無(wú)障礙實(shí)施是PILATUS探測器的優(yōu)勢。越來(lái)越多的實(shí)驗室和工業(yè)應用的儀器可配備或升***了PILATUS探測器。根據自己的設置或利益自由整合PILATUS，可以從***個(gè)現成的儀器變成***個(gè)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：

-醫療設備配套

-JJ X射線(xiàn)

- 科學(xué)研究

- 材料探測

傳感器層厚度[μm]

表1：在BESSY II PTB實(shí)驗室測量的基礎上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(xiàn)源（見(jiàn)表1）。這實(shí)現了所有常見(jiàn)的實(shí)驗室X射線(xiàn)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(shí)，在真空中，如在飛行管SAXS工具。連續可調的能量閾值的選項可以抑制熒光信號。

關(guān)鍵優(yōu)勢

- 直接單光子計數模式中的X射線(xiàn)檢測                                      

- 無(wú)讀數噪聲

- 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

- 局部和全局的計數率                                   

應用

- 生物大分子晶體（MX）

- 單晶衍射（SCD）

- X-射線(xiàn)衍射（XRD）

- 小廣角散射（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功能的有效面積為84*70毫米，是用X射線(xiàn)應用廣泛的理想檢測設備。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的當地和全球的高計數率，遠遠優(yōu)于基于氣體放電或類(lèi)似技術(shù)的計數探測器取得優(yōu)異成績(jì)。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?chē)臉悠?。全風(fēng)冷和低功率消耗，PILATUS200K是***個(gè)免服務(wù)和維修的探測器系統。

PILATUS 300K

PILATUS300K是在實(shí)驗室中檢測綜合大分子分子晶體和SAXS完美的探測器。結合快門(mén)數據采集，傳感器面積大，可以輕而易舉的采集斑點(diǎn)的大單元的高分辨率衍射數據。出色的穩定性，可使用水冷式的檢測器，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，還可以利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。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(lái)極致的探測器測量廣角***個(gè)SAXS/ WAXS設置的信號。300K-W PILATUS還設有真空兼容性作為***個(gè)自定義選項。

在您的實(shí)驗室切片精細

圖1：精細φ-與PILATUS切片。每個(gè)數據集收集壓痕旋轉寬度和每幅

圖像的曝光時(shí)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。獲得出色的數據采集時(shí)間短。利用細片與無(wú)噪PILATUS

的數據收集，導致*佳的數據質(zhì)量（胰島素，180°旋轉，

總額微焦點(diǎn)sealedtube，PILATUS300K）。

應用

實(shí)驗室SAXS PILATUS

PILATUS探測器非常適合在內部SAXS儀器由于其高動(dòng)態(tài)范圍，沒(méi)有讀出噪聲和暗電流，高靈敏度性和超強的穩定性。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，提供卓越的數據。另***個(gè)優(yōu)勢是使用PILATUS時(shí)，檢測穩定性高，允許確定的精度，甚至很長(cháng)的曝光時(shí)間減去溶劑散射。這種出色的穩定性混合像素技術(shù)簡(jiǎn)單，是非常穩定的水冷相結合的單光子計數結果。

PILATUS準確測量環(huán)的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與體積排阻色譜相結合，是***個(gè)功能強大的聚集或易降解系統，短暫的復合物，以及多個(gè)齊聚狀態(tài)的方法來(lái)研究。***個(gè)無(wú)噪聲PILATUS探測器，使這些稀釋的樣本，研究可行的實(shí)驗室[2]。此外，高幀速率和較短的讀出時(shí)間也允許精細的樣本數據采集的過(guò)程蛋白質(zhì)洗脫而采集時(shí)間化。精細采樣數據收集的超過(guò)長(cháng)期總曝光時(shí)間是常規小角X射線(xiàn)散射實(shí)驗也非常有用的，因為它揭示了在數據采集過(guò)程中輻射損傷的有價(jià)值的信息。

實(shí)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(diǎn)擴散函數，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(guò)沿旋轉方向和背景重疊*小化減少光斑的重疊（圖1），以進(jìn)***步提高數據的質(zhì)量。無(wú)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)，因為讀出或復位噪聲。

實(shí)驗逐步與功能在您的內部系統可以同步電子光束，光束穩定是至關(guān)重要的。這個(gè)優(yōu)勢化室內源匹配與PILATUS。***個(gè)高度穩定的室內源無(wú)噪聲的影響與VITY探測器相結合，在S-SAD和其他實(shí)驗方法逐步增加你的成功數據的準確性是至關(guān)重要的。

PILATUS探測器讀出的時(shí)間只有7毫秒的完整圖像，使快門(mén)數據采集連續旋轉。這降低了總的采集時(shí)間，并限度地提高效率，***個(gè)關(guān)鍵的優(yōu)勢，在高通放的應用，如片段篩選。而且，連續旋轉數據收集允許收集精細的切片數據集，具有相同的寬切片數據的采集時(shí)間。

技術(shù)

混合像素技術(shù)

混合像素探測器的X射線(xiàn)直接轉換成電子信號。其他類(lèi)型的X射線(xiàn)檢測器依賴(lài)間歇性步驟捕獲和X-射線(xiàn)轉換。

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

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

有源像素探測器固有的設計缺陷在混合像素探測器是不存在的?；旌舷袼丶夹g(shù)可以直接檢測的X射線(xiàn)，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(gè)像素是由兩種組分的傳感器像

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

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

合的像素幾乎獨立的X射線(xiàn)探測器，并達到點(diǎn)的價(jià)差，的靈敏度和*終速度。      

圖3：在PILATUS混合的像素探測器的沒(méi)有讀出噪聲和暗電流。

畫(huà)像***個(gè)單***的PILATUS的模塊，但不暴露在100毫秒或1小時(shí)的采集時(shí)間的X-射線(xiàn)源與。后100毫秒時(shí)，

所有像素具有零計數，在讀出的圖像的過(guò)程中，因為沒(méi)有噪聲被添加。 1小時(shí)后，大多數像素仍然沒(méi)有暗

電流累積的零計數時(shí)間的長(cháng)曝光期間，并沒(méi)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(shí)/像素。

單光子計數

自由電荷被釋放在傳感器像素中通過(guò)X射線(xiàn)吸收。X射線(xiàn)信號通過(guò)單管子計數模式讀出像素進(jìn)行處理表現出了了比整合信號更多的優(yōu)點(diǎn)。。在***個(gè)積分檢測器中，在曝光期間積累的電荷。整個(gè)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據的質(zhì)量。在單光子計數檢測器，計數單個(gè)事件的X射線(xiàn)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(guò)***個(gè)可調節的閾值，吸收事件數字計算。這樣***來(lái)，單光子計數的技術(shù)完全廢除暗電流探測器噪聲源，并實(shí)現卓越的數據。此外，單光子計數發(fā)生在飛行過(guò)程中的曝光，實(shí)現盡可能早的數字化和隨后的快速的無(wú)噪音的數字讀出。因此，讀數噪音作為***個(gè)主要的整合探測器來(lái)源，完全沒(méi)有出現在單光子計數探測器中。

特點(diǎn)

*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(méi)有暗電流和噪音的。探測器沒(méi)有噪聲能夠確保得到***個(gè)良好的信號噪聲比的數據。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)的數據或者采集到同樣的數據需要更短的采集時(shí)間。，從衍射不佳的樣品或在分辨率記錄微弱信號時(shí)，無(wú)噪聲檢測器便顯示出其的優(yōu)勢。

優(yōu)異的點(diǎn)擴散函數

混合像素技術(shù)和直接轉換到充電脈沖的X射線(xiàn)，PILATUS探測器傳播的像素之間幾乎沒(méi)有強度。這使***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（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(shí)驗固有的特點(diǎn)，從而改善了信號 – 噪聲比。

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（圖4）。極強和極弱的信號可以通過(guò)單***的成像就能夠準確的檢測到。

快速讀出和快門(mén)操作

PILATUS探測器實(shí)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(mén)，連續采集的完整圖像。

幾乎瞬時(shí)讀數連續數據采集化了工作效率和任意儀器的吞吐數據。

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。這允許精確地檢測到每***個(gè)像素中每秒***百萬(wàn)的光子。由于每***個(gè)像素是***個(gè)幾乎獨立的檢測器，全局計數率和像素的數量形成規模。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。

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(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℃。

圖4：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。這些圖像被獲取在***個(gè)同步加速光束線(xiàn)和相

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

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

高的強度。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，銳利的反射剖面的

低馬賽克性晶體精確地表示加上***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

      200k                   300 k                   300k－w

高性能光子急速計數探測器

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用程序提供終極的性能。在*新的***代產(chǎn)品中，Pilatus X射線(xiàn)探測器系統已經(jīng)達到成熟和穩定的水平。改進(jìn)后的Pilatus3 CMOS讀出電路的特點(diǎn)采用DECTRIS即時(shí)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(shí)間，并允許更精確的計數率校正。DECTRIS即時(shí)重新觸發(fā)技術(shù)克服了以前的光子計數探測器固有的計數率限制。該Pilatus3是我們在完善單光子計數工作中努力的結果。

l 卓越的數據質(zhì)量，高速的數據采集和靈活的操作模式是所有PILATUS檢測器系統的主要優(yōu)點(diǎn)。卓越的數據質(zhì)量是通過(guò)各種獨特的功能來(lái)實(shí)現的：不存在讀出噪音和暗電流，尖點(diǎn)擴散函數，和20比特（?100萬(wàn)個(gè)計數）的***種高動(dòng)態(tài)范圍和計數器的深度?？焖贁祿杉峭ㄟ^(guò)的CMOS ASICS和讀出電子來(lái)實(shí)現的。***個(gè)簡(jiǎn)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 計數率高達10MCTS /秒/像素

l 速率可達500 Hz

l 讀數時(shí)間0.95毫秒

l 在單光子計數模式下直接檢測X射線(xiàn)

l 無(wú)讀出噪音

l 無(wú)暗電流

l ***的點(diǎn)擴散函數

l 20位計數器

應用范圍

l 高分子結晶（MX）

l 單晶衍射（SCD）

l 表面衍射

l 小型、廣角X-射線(xiàn)散射（SAXS / WAXS）

l 相干X射線(xiàn)成像

l 臨床X射線(xiàn)成像

l 時(shí)間分辨實(shí)驗