X射线探测器
Amptek 探测器是 X 射线光谱测量领域尖端技术的代表,可提供超高的能量分辨率、低能量效率、计数率、峰背比,并且成本低廉,适用于便携式系统、真空系统、OEM 仪器和实验室研究。Amptek 在该系列下拥有几种不同类型的探测器,它们均采用核心技术,但针对不同的应用进行了优化。
探测器类型
FAST SDD:这是 Amptek 性能最高的探测器。对于对性能要求很高的用户,建议使用 FAST SDD。它可以提供超高的能量分辨率(在 5.895 keV 时低至 122 eV FWHM),可以测量最低能量 X 射线(在 52 eV 时低至 Li Ka 线),具有超高的峰背比,可以以超高的计数率(> 1 Mcps)运行,并可提供******面积(****** 70 mm2)。FAST SDD 被广泛用于最严苛的 XRF 应用、EDS 和 SEMS/TEM、同步加速器和其他研究系统中。
SDD: 推荐需要中等能量分辨率和计数率的用户使用。SDD 的典型分辨率为 125 eV,计数率通常为 200 kcps。它被广泛用于许多便携式 XRF 应用。
Si-PIN:建议用于需要中等能量分辨率和计数率且预算不高的应用。Si-PIN 器件具有传统的平面结构,电子噪声比 SDD 更大,但更易于制造。目前有三种不同的 Si-PIN 型号,面积分别为 6 mm2、13mm2 和 25 mm2。6 mm2 探测器可以高达 50k cps 的计数率在 5.9 keV Mn Ka 线处提供 140 eV FWHM 的能量分辨率。13 mm2 和 mm2 探测器在相同的计数率下可提供典型的能量分辨率为 180 和 210 eV 。
CdTe:推荐用于 20-30 keV 以上的应用。CdTe 的阻止本领比 Si 高得多,可以制造得更厚,因此对所有特征 X 射线(甚至到 U 的 K 线)都具有高效率。CdTe 的电子噪声比任何一个 Si 探测器都要差(5.9 keV Mn Ka 线处的分辨率通常为 450 eV FWHM),这使 Si 探测器成为低于 20 keV 能量应用的更好选择。但是,在 20 至 30 keV 以上,分辨率主要由 Fano 展宽决定,因此差异变小,特征 X 射线间距更宽,Si 探测器的效率下降,这使 CdTe 成为更好的选择。CdTe 探测器非常适合测量 X 射线管的频谱,适用于效率非常重要而能量分辨率不那么重要的应用。 CdTe 也是伽马射线应用的不错选择。
探测器选型表
探测器类型 | 保证能量分辨率 |
Si-PIN | 139 – 159 eV |
Si-PIN | 180 – 205 eV |
Si-PIN | 190 – 225 eV |
SDD | 125 – 135 eV |
FAST SDD | 122 – 129 eV |
FAST SDD-70 | 123 – 135 eV |
*所有结果均在探测器完全冷却的情况下获得。峰背(P/B)比是指 13 和 25 mm2 Si-PIN 从 5.9 keV 到 2 keV 的计数比以及所有 SDD 和 6 mm2 Si-PIN 从 5.9 keV 到 1 keV 的计数比。用户在选择探测器时不仅应考虑分辨率,还应考虑面积、厚度、吞吐量和峰背比。
图1. Si-PIN 和 SDD 探测器的分辨率与峰值时间之间的关系。峰值时间约为 2.4 倍整形时间。
图2. 6 mm2、13 mm2 和 25 mm2 Si-PIN 探测器的分辨率与峰值时间和温度之间的关系。
图3. 25 mm2 标准和 FAST SDD 探测器的分辨率与峰值时间和温度之间的关系。
图4. 70 mm2 FAST SDD 探测器的分辨率与峰值时间和温度之间的关系。
探头配置
所有Amptek X射线探测器元件均有 XR-100、X-123 或 OEM 配置。
XR-100 配置仅包括探测器和前置放大器,必须与 PX5 数字脉冲处理器或 DP5/PC5处理器和电源构成完整系统。XR-100/PX5 组合最为灵活,专为实验室和研究用途而设计。
X-123 包括探测器、数字脉冲处理器和电源,是一个完整的系统。X-123 配置是台式和对尺寸、便携性等应用的理想选择。
对于手持式和定制应用,还有更小尺寸的OEM配置可供选择。
图1. XR-100/PX5 配置
图2. X-123 配置
图3. OEM 配置
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