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
- 無讀出噪聲
- 無暗電流
- 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，由于在常曝光過程中沒有暗電流累積并且在讀出過程中沒有噪聲引入，大部分像素仍然計(jì)數(shù)為。曝光過程中的計(jì)數(shù)均來自于常規(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X射線吸收。X射線信號(hào)通過單管子計(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)過一個(gè)可調(diào)節(jié)的閾值，吸收數(shù)字計(jì)算。這樣一來，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100萬計(jì)數(shù)），結(jié)合探測(cè)器無噪聲的特點(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 | ||
