PILATUS光子計數探測器計數說明

混合像素探測器，為您的實驗室精心準備
PILATUS混合像素探測器的設計從理論到現實均達到最佳的數據質量X射線檢測。他們帶來了兩項關鍵技術，單光子計數和混合像素技術相結合，同步到您的實驗室。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，讀數無噪音和暗電流的消失特別具有優勢：在實驗室中的X射線光源比同步加速時要弱很多，需要更長的曝光時間，并導致較弱的信號。由于沒有了暗電流和讀數噪音， PILATUS探測器更加適合在實驗室使用。混合像素技術可以直接檢測X射線，與其他任何探測器技術相比實現了更清晰，更好地解決信號傳輸問題。加上讀取時間短和連續采集的特點，PILATUS探測器可以高效提供優質數據。低功耗和冷卻需求，給你一個無憂的、維護量極小探測器系統，。PILATUS探測器系列是專為您在實驗室中的需求定制，并提供同步加速器的技術，有無與倫比的價值。利用PILATUS獨特的功能，可以從你的最具挑戰性的樣品獲得最佳的數據。
針對您的需求
PILATUS探測器成功推動和同步加速器光束線。PILATUS的獨特功能在實驗室和相關產業的優勢也很明顯。根據您在實驗室的需求，現在DECTRIS的產品陣容，輔以一系列的PILATUS探測器，。固定能量校準和簡化的讀數電子器件完美匹配了實驗室相關要求而且PILATUS完全符合您的預算。混合像素技術和單光子計數，關鍵的技術，優質的數據和高效率，完全無障礙實施是PILATUS探測器的優勢。越來越多的實驗室和工業應用的儀器可配備或升級了PILATUS探測器。根據自己的設置或利益自由整合PILATUS，可以從一個現成的儀器變成一個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
- 科學研究
- 材料探測
傳感器層厚度[μm]
X射線能量 320 450 1000
5.4千電子伏（CR） 94% 94% 》80%
8.0千電子伏特（銅） 97% 98% 96%
9.2千電子伏特（GA） 94% 97% 97%
17.5千電子伏（MO） 37% 47% 76%
22.2千電子伏（銀） 20% 27% 50%
表1：在BESSY II PTB實驗室測量的基礎上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射線源（見表1）。這實現了所有常見的實驗室X射線能量高量子效率。
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，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。

關鍵優勢
- 直接單光子計數模式中的X射線檢測
- 無讀數噪聲
- 無暗電流
- 優秀的點擴散函數
- 高動態范圍
- 讀出時間短
- 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-射線衍射（XRD）
- 小廣角散射（SAXS/廣角）
- 表面衍射
- 漫散射
- 時間分辨實驗
- 成像
- 無損檢測


PILATUS200K



ILATUS200K功能的有效面積為84*70毫米，是用X射線應用廣泛的理想檢測設備。這是最緊湊的檢測器，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，遠遠優于基于氣體放電或類似技術的計數探測器取得優異成績。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圍的樣品。全風冷和低功率消耗，PILATUS200K是一個免服務和維修的探測器系統。

PILATUS 300K




PILATUS300K是在實驗室中檢測綜合大分子分子晶體和SAXS完美的探測器。結合快門數據采集，傳感器面積大，可以輕而易舉的采集斑點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，即使是很長的曝光時間，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，為您帶來極致的探測器測量廣角一個SAXS/ WAXS設置的信號。300K-W PILATUS還設有真空兼容性作為一個自定義選項。

在您的實驗室切片精細
圖1：精細φ-與PILATUS切片。每個數據集收集壓痕旋轉寬度和每幅
圖像的曝光時間只有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間短。利用細片與無噪PILATUS
的數據收集，導致最佳的數據質量（胰島素，180°旋轉，
總額微焦點sealedtube，PILATUS300K）。




應用
實驗室SAXS PILATUS
PILATUS探測器非常適合在內部SAXS儀器由于其高動態范圍，沒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，需要很長的曝光時間。由于完全沒有暗電流，PILATUS探測器擅長在長曝光時間，提供卓越的數據。另一個優勢是使用PILATUS時，檢測穩定性高，允許確定最好的精度，甚至很長的曝光時間減去溶劑散射。這種出色的穩定性混合像素技術簡單，是非常穩定的水冷相結合的單光子計數結果。
PILATUS準確測量環的微弱信號的表現可圈可點，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，是一個功能強大的聚集或易降解系統，短暫的復合物，以及多個齊聚狀態的方法來研究。一個無噪聲PILATUS探測器，使這些稀釋的樣本，研究可行的實驗室[2]。此外，高幀速率和較短的讀出時間也允許精細的樣本數據采集的過程蛋白質洗脫而采集時間最大化。精細采樣數據收集的超過長期總曝光時間是常規小角X射線散射實驗也非常有用的，因為它揭示了在數據采集過程中輻射損傷的有價值的信息。
實驗室MX PILATUS
最佳的精度測量弱高分辨率反射確定地圖的質量和最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沿旋轉方向和背景重疊最小化減少光斑的重疊（圖1），以進一步提高數據的質量。無噪音PILATUS探測器允許最優罰金切片[1]，而CCD或CMOS有源像素探測器需要妥協，因為讀出或復位噪聲。
實驗逐步與功能在您的內部系統可以同步電子光束，光束穩定是至關重要的。這個優勢最大化室內源匹配與PILATUS。一個高度穩定的室內源無噪聲的影響與VITY探測器相結合，在S-SAD和其他實驗方法逐步增加你的成功數據的準確性是至關重要的。
PILATUS探測器讀出的時間只有7毫秒的完整圖像，使快門數據采集連續旋轉。這降低了總的采集時間，并最大限度地提高效率，一個關鍵的優勢，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間。




技術
混合像素技術
混合像素探測器的X射線直接轉換成電子信號。其他類型的X射線檢測器依賴間歇性步驟捕獲和X-射線轉換。
例如CCD和CMOS有源像素探測器，，必須先將X射線轉換成可見光。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。玻璃纖維光學芯片上的光，這將導致進一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可以直接檢測的X射線，這提
供了優越的空間分辨率和提高了探測效率。在一種混合的像素檢測器的每一個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
感器和讀出像素有一個直接的，個人的電子連接，每一個混合像素并防止蔓延和信號損失。這使得每一個混 如圖2所示的固態傳感器直接檢測的X射線光子的原理由
合的像素幾乎獨立的X射線探測器，并達到最低點的價差，最高的靈敏度和最終速度。



圖3：在PILATUS混合的像素探測器的沒有讀出噪聲和暗電流。
畫像一個單一的PILATUS的模塊，但不暴露在100毫秒或1小時的采集時間的X-射線源與。后100毫秒時，
所有像素具有零計數，在讀出的圖像的過程中，因為沒有噪聲被添加。 1小時后，大多數像素仍然沒有暗
電流累積的零計數時間的長曝光期間，并沒有在讀出噪聲被添加。所有在曝光的罪名從一般背景輻射產生，
占0.15分/小時/像素。



單光子計數
自由電荷被釋放在傳感器像素中通過X射線吸收。X射線信號通過單管子計數模式讀出像素進行處理表現出了了比整合信號更多的優點。。在一個積分檢測器中，在曝光期間積累的電荷。整個集成，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量。在單光子計數檢測器，計數單個事件的X射線吸收所釋放的電荷的信號是由讀出的像素的電荷放大，如果信號超過一個可調節的閾值，吸收事件數字計算。這樣一來，單光子計數的技術完全廢除暗電流探測器噪聲源，并實現卓越的數據。此外，單光子計數發生在飛行過程中的曝光，實現盡可能早的數字化和隨后的快速的無噪音的數字讀出。因此，讀數噪音作為一個主要的整合探測器來源，完全沒有出現在單光子計數探測器中。
特點
最佳信號噪聲比
PILATUS混合像素探測器的暗電流和讀出噪聲（圖3）本質上是沒有暗電流和噪音的。探測器沒有噪聲能夠確保得到一個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間內獲得更優質的數據或者采集到同樣的數據需要更短的采集時間。，從衍射不佳的樣品或在最高分辨率記錄微弱信號時，無噪聲檢測器便顯示出其最大的優勢。
優異的點擴散函數
混合像素技術和直接轉換到充電脈沖的X射線，PILATUS探測器傳播的像素之間幾乎沒有強度。這使一個像素形成尖銳的點擴散函數（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驗固有的特點，從而改善了信號 – 噪聲比。
高動態范圍
計數器深度20位（約100萬計數），結合探測器無噪聲的特點，確保了前所未有的對比度和動態范圍，另一個PILATUS標志是帶來了優秀的圖像和數據質量（圖4）。極強和極弱的信號可以通過單一的成像就能夠準確的檢測到。
快速讀出和快門操作
PILATUS探測器實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，連續采集的完整圖像。
幾乎瞬時讀數連續數據采集最大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設有一個非常先進的ASIC技術實現單光子計數。這允許精確地檢測到每一個像素中每秒一百萬的光子。由于每一個像素是一個幾乎獨立的檢測器，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探測器是遠遠優于那些基于氣體放電或類似技術的計數探測器。
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，這大大簡化了冷卻。
PILATUS200K探測器是完全風冷和免維護。 PILATUS300K和300K-W采用低維護，閉路冷卻水
的溫度穩定在23℃。




圖4：PILATUS混合探測器的優異的動態測量范圍和點擴散函數
衍射圖像的細節顯示出胰島素晶體的相同反射。這些圖像被獲取在一個同步加速光束線和相
同的技術參數除了探測器距離，根據探測器尺寸來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態范圍記錄727,716計數中像素最
高的強度。得益于優秀的點擴散函數斑點被局限在一個小的區域。此外，銳利的反射剖面的
低馬賽克性晶體精確地表示加上一個超過一千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探測器系列技術規格
200k 300 k 300k－w
探測器模塊數量 1＊2 1*3 3*1
敏感區域：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
總的像素數 487*407=198’209 487*619=301’453 1475*195=287’625
死區/模塊有缺陷的 4.3% 5.5% 0.9%
像素之間的差距 《0.03%
最大幀速率[赫茲] 20
讀數時間[ms] 7
點擴散函數 1pixel（fwhm）
計數器深度 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
標準配置 320微米的硅傳感器、兩個X-射線能量的校準
探測器選擇 450或1000微米的硅傳感器、為兩個以上的X射線能量的校準、連續閾值（3.5-18千電子伏）、連續閾值（2.7 - 18千電子伏）真空兼容性










高性能光子急速計數探測器
混合像素探測器的最高性能：
? 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。在最新的一代產品中，Pilatus X射線探測器系統已經達到成熟和穩定的最高水平。改進后的Pilatus3 CMOS讀出電路的特點采用DECTRIS即時觸發技術，這使得非Paralyzable不僅增強了高速率技術的性能，減少了讀取時間，并允許更精確的計數率校正。DECTRIS即時重新觸發技術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。
? 卓越的數據質量，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點。卓越的數據質量是通過各種獨特的功能來實現的：不存在讀出噪音和暗電流，尖點擴散函數，和20比特（?100萬個計數）的一種高動態范圍和計數器的深度?？焖贁祿杉峭ㄟ^最先進的CMOS ASICS和讀出電子來實現的。一個簡單而通用的接口觸發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。
關鍵優勢：
? 計數率高達10MCTS /秒/像素
? 速率最高可達500 Hz
? 讀數時間0.95毫秒
? 在單光子計數模式下直接檢測X射線
? 無讀出噪音
? 無暗電流
? 優秀的點擴散函數
? 20位計數器
應用范圍
? 高分子結晶（MX）
? 單晶衍射（SCD）
? 表面衍射
? 小型、廣角X-射線散射（SAXS / WAXS）
? 相干X射線成像
? 臨床X射線成像
? 時間分辨實驗