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PILATUS光子計(jì)數(shù)探測(cè)器計(jì)數(shù)說(shuō)明

混合像素探測(cè)器，為您的實(shí)驗(yàn)室精心準(zhǔn)備

PILATUS混合像素探測(cè)器的設(shè)計(jì)從理論到現(xiàn)實(shí)均達(dá)到*佳的數(shù)據(jù)質(zhì)量X射線檢測(cè)。他們帶來(lái)了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，單光子計(jì)數(shù)和混合像素技術(shù)相結(jié)合，同步到您的實(shí)驗(yàn)室。單光子計(jì)數(shù)消除所有探測(cè)器噪聲，并提供卓越的數(shù)據(jù)。在收集數(shù)據(jù)時(shí)，讀數(shù)無(wú)噪音和暗電流的消失特別具有優(yōu)勢(shì)：在實(shí)驗(yàn)室中的X射線光源比同步加速時(shí)要弱很多，需要更長(zhǎng)的曝光時(shí)間，并導(dǎo)致較弱的信號(hào)。由于沒(méi)有了暗電流和讀數(shù)噪音， PILATUS探測(cè)器更加適合在實(shí)驗(yàn)室使用?；旌舷袼丶夹g(shù)可以直接檢測(cè)X射線，與其他任何探測(cè)器技術(shù)相比實(shí)現(xiàn)了更清晰，更好地解決信號(hào)傳輸問(wèn)題。加上讀取時(shí)間短和連續(xù)采集的特點(diǎn)，PILATUS探測(cè)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(gè)無(wú)憂的、維護(hù)量極小探測(cè)器系統(tǒng)，。PILATUS探測(cè)器系列是專為您在實(shí)驗(yàn)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(dú)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(duì)您的需求

PILATUS探測(cè)器成功推動(dòng)和同步加速器光束線。PILATUS的獨(dú)特功能在實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)也很明顯。根據(jù)您在實(shí)驗(yàn)室的需求，現(xiàn)在DECTRIS的產(chǎn)品陣容，輔以***系列的PILATUS探測(cè)器，。固定能量校準(zhǔn)和簡(jiǎn)化的讀數(shù)電子器件完美匹配了實(shí)驗(yàn)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(jì)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(wú)障礙實(shí)施是PILATUS探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)。越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)應(yīng)用的儀器可配備或升***了PILATUS探測(cè)器。根據(jù)自己的設(shè)置或利益自由整合PILATUS，可以從***個(gè)現(xiàn)成的儀器變成***個(gè)DECTRIS OEM合作伙伴

合作伙伴

PILATUS探測(cè)器是硅材料光子探測(cè)器合作：

-醫(yī)療設(shè)備配套

-JJ X射線

- 科學(xué)研究

- 材料探測(cè)

傳感器層厚度[μm]

表1：在BESSY II PTB實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(biāo)準(zhǔn)的320微米厚的硅傳感器，你可以自定義您的PILATUS探測(cè)器450或1000微米厚的硅傳感器相匹配的能量X射線源（見(jiàn)表1）。這實(shí)現(xiàn)了所有常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室X射線能量高量子效率。

水冷機(jī)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(cè)器時(shí)，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(xiàng)可以抑制熒光信號(hào)。

關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)

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

- 無(wú)讀數(shù)噪聲

- 無(wú)暗電流

- ***的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)

- 高動(dòng)態(tài)范圍

- 讀出時(shí)間短

- 高幀速率

- 局部和全局的計(jì)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(shí)間分辨實(shí)驗(yàn)

- 成像

- 無(wú)損檢測(cè)

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(cè)設(shè)備。這是*緊湊的檢測(cè)器，使您可以充分利用所有PILATUS功能。 SCD和XRD與PILATUS的當(dāng)?shù)睾腿虻母哂?jì)數(shù)率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于基于氣體放電或類似技術(shù)的計(jì)數(shù)探測(cè)器取得優(yōu)異成績(jī)。精巧的前部殼體和緊湊的尺寸能夠檢測(cè)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(cè)器系統(tǒng)。

PILATUS 300K

PILATUS300K是在實(shí)驗(yàn)室中檢測(cè)綜合大分子分子晶體和SAXS完美的探測(cè)器。結(jié)合快門(mén)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。出色的穩(wěn)定性，可使用水冷式的檢測(cè)器，即使是很長(zhǎng)的曝光時(shí)間，也具有準(zhǔn)確的精度，以確定和減去溶劑散射SAXS測(cè)量。此外，還可以利用可選的真空兼容的探測(cè)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(jī)，與允許定位的探測(cè)器直接光束非常接近，為您帶來(lái)極致的探測(cè)器測(cè)量廣角***個(gè)SAXS/ WAXS設(shè)置的信號(hào)。300K-W PILATUS還設(shè)有真空兼容性作為***個(gè)自定義選項(xiàng)。

在您的實(shí)驗(yàn)室切片精細(xì)

圖1：精細(xì)φ-與PILATUS切片。每個(gè)數(shù)據(jù)集收集壓痕旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)采集時(shí)間短。利用細(xì)片與無(wú)噪PILATUS

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

總額微焦點(diǎn)sealedtube，PILATUS300K）。

應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)室SAXS PILATUS

PILATUS探測(cè)器非常適合在內(nèi)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(qiáng)的穩(wěn)定性。高Q-范圍測(cè)量極其微弱的信號(hào)，需要很長(zhǎng)的曝光時(shí)間。由于完全沒(méi)有暗電流，PILATUS探測(cè)器擅長(zhǎng)在長(zhǎng)曝光時(shí)間，提供卓越的數(shù)據(jù)。另***個(gè)優(yōu)勢(shì)是使用PILATUS時(shí)，檢測(cè)穩(wěn)定性高，允許確定的精度，甚至很長(zhǎng)的曝光時(shí)間減去溶劑散射。這種出色的穩(wěn)定性混合像素技術(shù)簡(jiǎn)單，是非常穩(wěn)定的水冷相結(jié)合的單光子計(jì)數(shù)結(jié)果。

PILATUS準(zhǔn)確測(cè)量環(huán)的微弱信號(hào)的表現(xiàn)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(jié)合，是***個(gè)功能強(qiáng)大的聚集或易降解系統(tǒng)，短暫的復(fù)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(cè)器，使這些稀釋的樣本，研究可行的實(shí)驗(yàn)室[2]。此外，高幀速率和較短的讀出時(shí)間也允許精細(xì)的樣本數(shù)據(jù)采集的過(guò)程蛋白質(zhì)洗脫而采集時(shí)間化。精細(xì)采樣數(shù)據(jù)收集的超過(guò)長(zhǎng)期總曝光時(shí)間是常規(guī)小角X射線散射實(shí)驗(yàn)也非常有用的，因?yàn)樗沂玖嗽跀?shù)據(jù)采集過(guò)程中輻射損傷的有價(jià)值的信息。

實(shí)驗(yàn)室MX PILATUS

*佳的精度測(cè)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(cè)器和鋒利的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，從而降低了重疊的衍射強(qiáng)度與散射背景的情況下的檢測(cè)器噪聲。此外，細(xì)切片的策略可以用于通過(guò)沿旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)的質(zhì)量。無(wú)噪音PILATUS探測(cè)器允許*優(yōu)罰金切片[1]，而CCD或CMOS有源像素探測(cè)器需要妥協(xié)，因?yàn)樽x出或復(fù)位噪聲。

實(shí)驗(yàn)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(gè)優(yōu)勢(shì)化室內(nèi)源匹配與PILATUS。***個(gè)高度穩(wěn)定的室內(nèi)源無(wú)噪聲的影響與VITY探測(cè)器相結(jié)合，在S-SAD和其他實(shí)驗(yàn)方法逐步增加你的成功數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。

PILATUS探測(cè)器讀出的時(shí)間只有7毫秒的完整圖像，使快門(mén)數(shù)據(jù)采集連續(xù)旋轉(zhuǎn)。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(shì)，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(xì)的切片數(shù)據(jù)集，具有相同的寬切片數(shù)據(jù)的采集時(shí)間。

技術(shù)

混合像素技術(shù)

混合像素探測(cè)器的X射線直接轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。其他類型的X射線檢測(cè)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(cè)器，，必須先將X射線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光。出信號(hào)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(xué)芯片上的光，這將導(dǎo)致進(jìn)***步的損失和失真的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。這些CCD和

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

供了優(yōu)越的空間分辨率和提高了探測(cè)效率。在***種混合的像素檢測(cè)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(jì)數(shù)該電信號(hào)。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(hào)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(cè)的X射線光子的原理由

合的像素幾乎獨(dú)立的X射線探測(cè)器，并達(dá)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(cè)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-射線源與。后100毫秒時(shí)，

所有像素具有零計(jì)數(shù)，在讀出的圖像的過(guò)程中，因?yàn)闆](méi)有噪聲被添加。 1小時(shí)后，大多數(shù)像素仍然沒(méi)有暗

電流累積的零計(jì)數(shù)時(shí)間的長(zhǎng)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(jì)數(shù)

自由電荷被釋放在傳感器像素中通過(guò)X射線吸收。X射線信號(hào)通過(guò)單管子計(jì)數(shù)模式讀出像素進(jìn)行處理表現(xiàn)出了了比整合信號(hào)更多的優(yōu)點(diǎn)。。在***個(gè)積分檢測(cè)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(shù)據(jù)的質(zhì)量。在單光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器，計(jì)數(shù)單個(gè)事件的X射線吸收所釋放的電荷的信號(hào)是由讀出的像素的電荷放大，如果信號(hào)超過(guò)***個(gè)可調(diào)節(jié)的閾值，吸收事件數(shù)字計(jì)算。這樣***來(lái)，單光子計(jì)數(shù)的技術(shù)完全廢除暗電流探測(cè)器噪聲源，并實(shí)現(xiàn)卓越的數(shù)據(jù)。此外，單光子計(jì)數(shù)發(fā)生在飛行過(guò)程中的曝光，實(shí)現(xiàn)盡可能早的數(shù)字化和隨后的快速的無(wú)噪音的數(shù)字讀出。因此，讀數(shù)噪音作為***個(gè)主要的整合探測(cè)器來(lái)源，完全沒(méi)有出現(xiàn)在單光子計(jì)數(shù)探測(cè)器中。

特點(diǎn)

*佳信號(hào)噪聲比

PILATUS混合像素探測(cè)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(cè)器沒(méi)有噪聲能夠確保得到***個(gè)良好的信號(hào)噪聲比的數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)的探測(cè)器，這使得在相同曝光時(shí)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(shí)間。，從衍射不佳的樣品或在分辨率記錄微弱信號(hào)時(shí)，無(wú)噪聲檢測(cè)器便顯示出其的優(yōu)勢(shì)。

優(yōu)異的點(diǎn)擴(kuò)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(cè)器傳播的像素之間幾乎沒(méi)有強(qiáng)度。這使***個(gè)像素形成尖銳的點(diǎn)擴(kuò)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(hào)，甚至在很大程度上不同的強(qiáng)度，可以更加準(zhǔn)確地解決和測(cè)量。更清晰的信號(hào)，減少了散射的重疊或其他實(shí)驗(yàn)固有的特點(diǎn)，從而改善了信號(hào) – 噪聲比。

高動(dòng)態(tài)范圍

計(jì)數(shù)器深度20位（約100萬(wàn)計(jì)數(shù)），結(jié)合探測(cè)器無(wú)噪聲的特點(diǎn)，確保了前所未有的對(duì)比度和動(dòng)態(tài)范圍，另***個(gè)PILATUS標(biāo)志是帶來(lái)了***的圖像和數(shù)據(jù)質(zhì)量（圖4）。極強(qiáng)和極弱的信號(hào)可以通過(guò)單***的成像就能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到。

快速讀出和快門(mén)操作

PILATUS探測(cè)器實(shí)驗(yàn)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(xù)采集的完整圖像。

幾乎瞬時(shí)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(jì)數(shù)率

PILATUS設(shè)有***個(gè)非常的ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)單光子計(jì)數(shù)。這允許精確地檢測(cè)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(dú)立的檢測(cè)器，全局計(jì)數(shù)率和像素的數(shù)量形成規(guī)模。以這種方式，PILATUS探測(cè)器實(shí)現(xiàn)每秒和每平方厘米數(shù)十億的光子的全局計(jì)數(shù)率。局部和全局的計(jì)數(shù)率的PILATUS探測(cè)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于那些基于氣體放電或類似技術(shù)的計(jì)數(shù)探測(cè)器。

易于維護(hù)和操作

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

PILATUS200K探測(cè)器是完全風(fēng)冷和免維護(hù)。 PILATUS300K和300K-W采用低維護(hù)，閉路冷卻水

的溫度穩(wěn)定在23℃。

圖4：PILATUS混合探測(cè)器的優(yōu)異的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)

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

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

PILATUS：20位計(jì)數(shù)器深度混合像素探測(cè)器提供足夠的動(dòng)態(tài)范圍記錄727,716計(jì)數(shù)中像素*

高的強(qiáng)度。得益于***的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)斑點(diǎn)被局限在***個(gè)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(gè)超過(guò)***千倍的相鄰像素之間的強(qiáng)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(qiáng)度足以抹掉更大的面積。

PILATUS探測(cè)器系列技術(shù)規(guī)格

      200k                   300 k                   300k－w

高性能光子急速計(jì)數(shù)探測(cè)器

混合像素探測(cè)器的性能：

l Pilatus3混合像素探測(cè)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(cè)器系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到成熟和穩(wěn)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(qiáng)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(jì)數(shù)率校正。DECTRIS即時(shí)重新觸發(fā)技術(shù)克服了以前的光子計(jì)數(shù)探測(cè)器固有的計(jì)數(shù)率限制。該P(yáng)ilatus3是我們?cè)谕晟茊喂庾佑?jì)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(cè)器系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。卓越的數(shù)據(jù)質(zhì)量是通過(guò)各種獨(dú)特的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的：不存在讀出噪音和暗電流，尖點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，和20比特（?100萬(wàn)個(gè)計(jì)數(shù)）的***種高動(dòng)態(tài)范圍和計(jì)數(shù)器的深度。快速數(shù)據(jù)采集是通過(guò)的CMOS ASICS和讀出電子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。***個(gè)簡(jiǎn)單而通用的接口觸發(fā)和控制檢測(cè)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(shì)：

l 計(jì)數(shù)率高達(dá)10MCTS /秒/像素

l 速率可達(dá)500 Hz

l 讀數(shù)時(shí)間0.95毫秒

l 在單光子計(jì)數(shù)模式下直接檢測(cè)X射線

l 無(wú)讀出噪音

l 無(wú)暗電流

l ***的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)

l 20位計(jì)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(shí)間分辨實(shí)驗(yàn)