光子計(jì)數(shù)探測(cè)器
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)是X射線探測(cè)領(lǐng)域的性成果，其能夠?qū)崿F(xiàn)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。該探測(cè)器將單光子計(jì)數(shù)和混合像素技術(shù)這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于同步輻射和常規(guī)實(shí)驗(yàn)室光源等各個(gè)領(lǐng)域。單光子計(jì)數(shù)技術(shù)能夠消除探測(cè)器噪聲，并提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在采集數(shù)據(jù)時(shí)，能夠排除讀出噪聲和暗電流的干擾，其在實(shí)驗(yàn)室光源的應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)室X射線光源相比于同步輻射光源光強(qiáng)低得多，因而在成像過(guò)程中需要更長(zhǎng)的曝光時(shí)間，其獲得的信號(hào)也要弱的多。由于排除了暗電流和讀出噪聲， PILATUS探測(cè)器更加適合在實(shí)驗(yàn)室使用?；旌舷袼丶夹g(shù)可以直接探測(cè)X射線，與其他探測(cè)器技術(shù)相比能夠獲得更清晰，更易分辨的信號(hào)。加上讀取時(shí)間短和連續(xù)采集的特點(diǎn)，PILATUS探測(cè)器可以提供優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。低功耗和低冷卻需求，為您提供一個(gè)維護(hù)量小的探測(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，并且提供具有價(jià)值的同步輻射驗(yàn)證的成熟探測(cè)技術(shù)。利用PILATUS的功能，可以從你的具挑戰(zhàn)性的樣品獲得的數(shù)據(jù)。
針對(duì)您的需求
PILATUS探測(cè)器在眾多同步輻射束線上獲得成功應(yīng)用。PILATUS的功能在實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)工業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)也很明顯?，F(xiàn)在DERIS的產(chǎn)品家族，包括一系列的PILATUS探測(cè)器，能夠滿足您在實(shí)驗(yàn)室的需求。固定能量標(biāo)定和簡(jiǎn)化的讀出電子器件可以匹配實(shí)驗(yàn)室相關(guān)需求，而且PILATUS合您的預(yù)算?；旌舷袼丶夹g(shù)和單光子計(jì)數(shù)技術(shù)，這兩項(xiàng)能夠數(shù)據(jù)質(zhì)量和采集效率的關(guān)鍵技術(shù)，在PILATUS探測(cè)器中應(yīng)用。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級(jí)為PILATUS探測(cè)器。您可以在設(shè)備中自由集成PILATUS 探測(cè)器模塊，也可以直接采用 DERIS OEM合作伙伴的現(xiàn)成產(chǎn)品。
OEM合作整機(jī)合作
PILATUS探測(cè)器是現(xiàn)成的產(chǎn)品，我們的OEM合作伙伴：
- JJ X射線
- 理學(xué)
- STOE
-Xenocs
傳感器層厚度[μm]
| X射線能量 | 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% |
可定制，以合您的要求
除了標(biāo)準(zhǔn)的320微米厚的硅傳感器，你可以定制您的PILATUS探測(cè)器450或1000微米厚的硅傳感器以匹配您的X射線光源能量（見表）。這樣能夠在常見的實(shí)驗(yàn)室X射線能量下實(shí)現(xiàn)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。此定制使得探測(cè)器能夠在真空中使用，如在SAXS裝置的飛行管中。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)
- 單光子計(jì)數(shù)模式中的直接探測(cè)X射線
- 無(wú)讀出噪聲
- 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
- 高局部和的??計(jì)數(shù)率
應(yīng)用
- 生物大分子晶體學(xué)（MX）
- 單晶衍射（SCD）
- X-射線衍射（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(yàn)
- 成像
- 檢測(cè)
PILATUS200K
PILATUS300K是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行生物晶體學(xué)研究和小角散射研究（SAXS）的探測(cè)器。大傳感器面積結(jié)合無(wú)快門數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。小角散射研究得益于水冷式探測(cè)的出色穩(wěn)定性，即使是很長(zhǎng)的曝光時(shí)間，也具有準(zhǔn)確的，以確定和減去溶劑散射SAXS測(cè)量。此外，還可以采用可選的真空兼容的探測(cè)器。
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的探測(cè)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(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，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)域是適合WAXS2-D紋理分析和粉末衍射。成像區(qū)域的軸向尺寸使得探測(cè)器可以放置在直射束接近的位置，為您提供在小角散射/廣角散射（SAXA/WAXS）裝置中測(cè)量廣角散（WAXS）信號(hào)的探測(cè)器。與300K 類似，300K-W PILATUS 也可以定制真空兼容性的自定義選項(xiàng)。
在您的實(shí)驗(yàn)室切片精細(xì)
圖：PILATUS采集的精細(xì)φ切片。每個(gè)數(shù)據(jù)集的采集條件均為：相同的角速度0.1°/S 下采集30分鐘，每幅圖采用如圖例所示的不斷減少的旋轉(zhuǎn)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(yàn)數(shù)據(jù)。利用無(wú)噪聲的PILATUS探測(cè)器獲得的精細(xì)層數(shù)據(jù)集可以獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量（胰島素，180°旋轉(zhuǎn)角度范圍，微焦點(diǎn)密封球管，PILATUS300K）。
應(yīng)用
PILATUS應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室小角散射SAXS
由于其高動(dòng)態(tài)范圍，沒有讀出噪聲和暗電流，高靈敏性和強(qiáng)的穩(wěn)定性，PILATUS探測(cè)器適合應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室SAXS設(shè)備，高Q-范圍測(cè)量其微弱的信號(hào)，需要很長(zhǎng)的曝光時(shí)間。由于沒有暗電流，PILATUS探測(cè)器擅長(zhǎng)在長(zhǎng)曝光時(shí)間，獲取卓越的數(shù)據(jù)。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是使用PILATUS時(shí)，探測(cè)穩(wěn)定性高，甚至能夠在很長(zhǎng)的曝光時(shí)間下，以的，確定和減去溶劑散射。這種出色的穩(wěn)定性源自單光子計(jì)數(shù)技術(shù)與混合像素技術(shù)以及簡(jiǎn)單卻穩(wěn)定的水冷技術(shù)的結(jié)合。
PILATUS探測(cè)器準(zhǔn)確測(cè)量微弱信號(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與尺寸排阻色譜法相結(jié)合，是研究聚集或易降解系統(tǒng)、瞬態(tài)配合物、以及齊聚狀態(tài)的強(qiáng)大方法。無(wú)噪聲PILATUS探測(cè)器，使這些稀釋的樣本，能夠在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可行的研究 [2]。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(xì)地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。由于其可以數(shù)據(jù)采集過(guò)程中輻射損傷的有價(jià)值的信息，長(zhǎng)曝光時(shí)間下對(duì)數(shù)據(jù)采集精細(xì)采樣在常規(guī)SAXA 實(shí)驗(yàn)中其。
PILATUS 應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室生物大分子研究 MX
以的測(cè)量微弱高分辨率反射信號(hào)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(cè)器排除探測(cè)器噪聲干擾的特點(diǎn)，可以弱反射信號(hào)的信噪比，并且能夠在散射背景中減少衍射強(qiáng)度的重疊以獲得更好的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。此外，可以采用精細(xì)切片的策略，這樣可以沿旋轉(zhuǎn)方向減少背景重疊和降低斑塊重疊，以進(jìn)一步數(shù)據(jù)質(zhì)量可（圖），無(wú)噪聲PILATUS探測(cè)器允許優(yōu)精細(xì)切片[1]，而CCD或CMOS等探測(cè)器需要，權(quán)衡讀出噪聲和復(fù)位噪聲。
光束穩(wěn)定對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)可以表現(xiàn)出同步輻射束線的特征而言，都是的。將您的系統(tǒng)匹配PILATUS探測(cè)器，可以化實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室光源的限優(yōu)勢(shì)。將高度穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室光源與無(wú)噪聲高靈敏度的探測(cè)器系統(tǒng)相結(jié)合，可以再S-SAD和其他數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)方法中增加實(shí)驗(yàn)的成功概率。
PILATUS探測(cè)器對(duì)于整圖像的讀出的時(shí)間只有7毫秒，因此可以再連續(xù)旋轉(zhuǎn)過(guò)程的采集中不需要快門而直接采集。這樣降低了總的采集時(shí)間并且了采集效率，后者是高通量應(yīng)用（比如片段篩選）的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)：
1、混合像素技術(shù)
混合像素探測(cè)器將X射線直接轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。其他類型的X射線探測(cè)器依賴中間步驟來(lái)捕獲和轉(zhuǎn)換X-射線。以CCD和CMOS探測(cè)器為例，其先將X射線信號(hào)轉(zhuǎn)換為可見光信號(hào)。可見光在轉(zhuǎn)換所需的磷光體屏中的散射會(huì)減弱信號(hào)并且降低空間分辨率。玻璃纖維光學(xué)元件會(huì)轉(zhuǎn)換芯片上的光，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的進(jìn)一步減弱和失真。這些CCD探測(cè)器及其他類似探測(cè)器的固有設(shè)計(jì)限制在混合像素計(jì)數(shù)中并不存在。采用混合像素技術(shù)的X射線直接探測(cè)可以提供更優(yōu)的空間分辨率和更高的探測(cè)效率?；旌舷袼靥綔y(cè)器中，每個(gè)像素由兩部分組成：感光像素和讀出像素（圖）。X射線光子由感光像素直接轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)。讀出像素對(duì)電荷信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)數(shù)?；旌舷袼氐拿總€(gè)像素中的感光像素和讀出像素都有直接的電子學(xué)連接，可以信號(hào)的串?dāng)_和損失。這樣使得每個(gè)混合像素成為一個(gè)虛擬的X射線探測(cè)器，因此可以得到的點(diǎn)擴(kuò)散、的靈敏度和的速度。
圖：在PILATUS混合的像素探測(cè)器的沒有讀出噪聲和暗電流。
單個(gè)PILATUS成像模塊在沒有X射線源照射的情況下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)程中沒有噪聲引入，像素計(jì)數(shù)為。1小時(shí)后，由于在常曝光過(guò)程中沒有暗電流累積并且在讀出過(guò)程中沒有噪聲引入，大部分像素仍然計(jì)數(shù)為。曝光過(guò)程中的計(jì)數(shù)均來(lái)自于常規(guī)背景輻射，其計(jì)數(shù)率為0.15個(gè)計(jì)數(shù)/小時(shí)/像素。
2、單光子計(jì)數(shù)技術(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)。。在一個(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)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)過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)的閾值，吸收數(shù)字計(jì)算。這樣一來(lái)，單光子計(jì)數(shù)的技術(shù)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)噪音作為一個(gè)主要的整合探測(cè)器來(lái)源，沒有出現(xiàn)在單光子計(jì)數(shù)探測(cè)器中。
特點(diǎn)
1、信號(hào)噪聲比
PILATUS混合像素探測(cè)器固有地排除本質(zhì)上是沒有暗電流和讀出噪聲的干擾。探測(cè)器沒有噪聲能夠得到良好的信噪比的數(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(hào)或者以分辨率記錄弱信號(hào)時(shí)，無(wú)噪聲檢測(cè)器便顯示出其的優(yōu)勢(shì)。
2、優(yōu)異的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)
采用混合像素技術(shù)和X射線直接轉(zhuǎn)換為電荷脈沖技術(shù)，PILATUS探測(cè)器的像素之間沒有信號(hào)傳播。這給于單個(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）。間隔緊密的信號(hào)，甚至在不同強(qiáng)度的情況下，也能更加準(zhǔn)確地分辨和測(cè)量。更清晰的信號(hào)，減少了散射或其他實(shí)驗(yàn)固有的背景的重疊，從而了信噪比。
3、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)，了的對(duì)比度和動(dòng)態(tài)范圍，另一個(gè)PILATUS標(biāo)志是帶來(lái)了的圖像和數(shù)據(jù)質(zhì)量（圖）。強(qiáng)和弱的信號(hào)在單一的成像中就能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到。
4、快速讀出和快門操作
實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中采用的PILATUS探測(cè)器讀出完整的圖像，需要7毫秒。這樣可以無(wú)快門的情況下，進(jìn)行完整圖像的連續(xù)采集。幾乎瞬時(shí)讀數(shù)連續(xù)數(shù)據(jù)采集化設(shè)備的工作效率和數(shù)據(jù)生產(chǎn)率。
5、高局部和的??計(jì)數(shù)率
PILATUS設(shè)有一個(gè)的ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)單光子計(jì)數(shù)。這允許每一個(gè)像素中每秒鐘地探測(cè)到多達(dá)一的光子。由于每一個(gè)像素是一個(gè)幾乎的探測(cè)器，計(jì)數(shù)率和像素的數(shù)量有關(guān)。以這種方式，PILATUS探測(cè)器實(shí)現(xiàn)每秒和每平方厘米數(shù)十億的光子的計(jì)數(shù)率。局部和的計(jì)數(shù)率的PILATUS探測(cè)器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)那些基于氣體放電或類似技術(shù)的計(jì)數(shù)探測(cè)器。
6、易于維護(hù)和操作
PILATUS探測(cè)器具有低功耗和冷卻性能。探測(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℃。
7、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。這些圖像被獲取在一個(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)器提供的動(dòng)態(tài)范圍記錄727,716計(jì)數(shù)中像素的強(qiáng)度。得益于的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)斑點(diǎn)被局限在一個(gè)小的區(qū)域。此外，銳利的反射剖面的低馬賽克性晶體地表示加上一個(gè)過(guò)一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)度抹掉更大的面積。
衍射圖像的細(xì)節(jié)顯示出胰島素晶體的相同反射。這些圖像在用一個(gè)同步輻射束線上采用除探測(cè)器距離外相同的參數(shù)采集而得，其探測(cè)器距離根據(jù)探測(cè)器尺寸被調(diào)整至能夠在探測(cè)器的邊緣獲得同樣的分辨率。PILATUS：20位計(jì)數(shù)器深度混合像素探測(cè)器提供的動(dòng)態(tài)范圍，像素強(qiáng)度下紀(jì)錄727,716個(gè)計(jì)數(shù)。得益于的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，斑點(diǎn)被局限在一個(gè)小的區(qū)域。此外，低馬賽克晶體的銳利的反射剖面地表示加上一個(gè)過(guò)一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)度抹掉更大的面積。
PILATUS探測(cè)器系列技術(shù)規(guī)格：
| 300K | 200K | 300k－w | |
| 探測(cè)器模塊數(shù)量 | 1＊2 | 1*3 | 3*1 |
| 敏感區(qū)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?cái)?shù) | 487*407=198’209 | 487*619=301’453 | 1475*195=287’625 |
| 區(qū)/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(shù)時(shí)間[ms] | 7 | ||
| 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) | 1pixel（fwhm） | ||
| 計(jì)數(shù)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射線能量 | 鉻，錳，鐵，銅，鎵，鉬，銀靶線 | ||
| 標(biāo)準(zhǔn)配置 | 320微米的硅傳感器、兩個(gè)X-射線能量的校準(zhǔn) | ||
| 探測(cè)器選擇 | 450或1000微米的硅傳感器、為兩個(gè)以上的X射線能量的校準(zhǔn)， 連續(xù)閾值（3.5-18千電子伏）、連續(xù)閾值（2.7 - 18千電子伏）真空兼容性 | ||
