PILATUS光子计数探测器说明

混合像素探测器，为您的实验室精心准备

PILATUS混合像素探测器的设计从理论到现实均达到的数据质量X射线检测。他们带来了两项关键技术，单光子计数和混合像素技术相结合，同步到您的实验室。单光子计数消除所有探测器噪声，并提供的数据。在收集数据时，读数无噪音和暗电流的消失特别具有优势：在实验室中的X射线光源比同步加速时要弱很多，需要更长的曝光时间，并导致较弱的信号。由于没有了暗电流和读数噪音， PILATUS探测器更加适合在实验室使用。混合像素技术可以直接检测X射线，与其他任何探测器技术相比实现了更清晰，更好地解决信号传输问题。加上读取时间短和连续采集的特点，PILATUS探测器可以提供数据。功耗和冷却需求，给你一个无忧的、维护量极小探测器系统，。PILATUS探测器系列是专为您在实验室中的需求定制，并提供同步加速器的技术，有的价值。利用PILATUS独特的功能，可以从你的挑战性的样品获得的数据。

针对您的需求

PILATUS探测器成功推动和同步加速器光束线。PILATUS的独特功能在实验室和相关产业的优势也很明显。根据您在实验室的需求，现在DECTRIS的产品阵容，辅以一系列的PILATUS探测器，。固定能量校准和简化的读数电子器件匹配了实验室相关要求而且PILATUS符合您的预算。混合像素技术和单光子计数，关键的技术，的数据和率，无障碍实施是PILATUS探测器的优势。越来越多的实验室和工业应用的仪器可配备或升级了PILATUS探测器。根据自己的设置或利益自由整合PILATUS，可以从一个现成的仪器变成一个DECTRIS OEM合作伙伴

合作伙伴

PILATUS探测器是硅材料光子探测器合作：

-医疗设备配套

-JJ X射线

- 科学研究

- 材料探测

传感器层厚度[μm]

表1：在BESSY II PTB实验室测量的基础上PILATUS传感器的效率。

可定制，以符合您的要求

除了标准的320微米厚的硅传感器，你可以自定义您的PILATUS探测器450或1000微米厚的硅传感器相匹配的能量X射线源（见表1）。这实现了所有常见的实验室X射线能量率。

水冷机型PILATUS 300K和300K-W提供了可选的真空兼容性。此定制使得操作检测器时，在真空中，如在飞行管SAXS工具。连续可调的能量阈值的选项可以抑制荧光信号。

关键优势

- 直接单光子计数模式中的X射线检测                                      

- 无读数噪声

- 无暗电流

- 的点扩散函数

- 高动态范围

- 读出时间短

- 高帧速率

- 局部和全局的计数率                                   

应用

- 生物大分子晶体（MX）

- 单晶衍射（SCD）

- X-射线衍射（XRD）

- 小广角散射（SAXS/广角）

- 表面衍射

- 漫散射

- 时间分辨实验

- 成像

- 无损检测

PILATUS200K

ILATUS200K功能的面积为84*70毫米，是用X射线应用广泛的理想检测设备。这是紧凑的检测器，使您可以充分利用所有PILATUS功能。 SCD和XRD与PILATUS的当地和的高计数率，远远优于基于气体放电或类似技术的计数探测器取得优异成绩。精巧的前部壳体和紧凑的尺寸能够检测在高的衍射角，使密闭空间地利用周围的样品。全风冷和功率消耗，PILATUS200K是一个免服务和维修的探测器系统。

PILATUS 300K

PILATUS300K是在实验室中检测综合大分子分子晶体和SAXS的探测器。结合快门数据采集，传感器面积大，可以轻而易举的采集斑点的大单元的高分辨率衍射数据。的稳定性，可使用水冷式的检测器，即使是很长的曝光时间，也具有的精度，以确定和减去溶剂散射SAXS测量。此外，还可以利用可选的真空兼容的探测器。

PILATUS300K-W

PILATUS300K-W宽的矩形区域是非常适合WAXS2-D纹理分析和粉末衍射。超薄感受的主机，与允许定位的探测器直接光束非常接近，为您带来的探测器测量广角一个SAXS/ WAXS设置的信号。300K-W PILATUS还设有真空兼容性作为一个自定义选项。

在您的实验室切片精细

图1：精细φ-与PILATUS切片。每个数据集收集压痕旋转宽度和每幅

图像的曝光时间只有30分钟，在相同的角度为0.1°/ s的速度，在

图例中表示。获得的数据采集时间短。利用细片与无噪PILATUS

的数据收集，导致的数据质量（胰岛素，180°旋转，

总额微焦点sealedtube，PILATUS300K）。

应用

实验室SAXS PILATUS

PILATUS探测器非常适合在内部SAXS仪器由于其高动态范围，没有读出噪声和暗电流，高灵敏度性和超强的稳定性。高Q-范围测量极其微弱的信号，需要很长的曝光时间。由于没有暗电流，PILATUS探测器擅长在长曝光时间，提供的数据。另一个优势是使用PILATUS时，检测稳定性高，允许确定的精度，甚很长的曝光时间减去溶剂散射。这种的稳定性混合像素技术简单，是非常稳定的水冷相结合的单光子计数结果。

PILATUS测量环的微弱信号的表现可圈可点，使您能够成功处理稀释了的样本。 SAXS与体积排阻色谱相结合，是一个功能强大的聚集或易降解系统，短暂的复合物，以及多个齐聚状态的方法来研究。一个无噪声PILATUS探测器，使这些稀释的样本，研究可行的实验室[2]。此外，高帧速率和较短的读出时间也允许精细的样本数据采集的过程蛋白质洗脱而采集时间化。精细采样数据收集的超过总曝光时间是常规小角X射线散射实验也非常有用的，因为它揭示了在数据采集过程中辐射损伤的有价值的信息。

实验室MX PILATUS

的精度测量弱高分辨率反射确定地图的质量和终的成功大分子晶体。弱反射该signal-to-noise比特别是改善由在PILATUS探测器和锋利的点扩散函数，从而降了重叠的衍射强度与散射背景的情况下的检测器噪声。此外，细切片的策略可以用于通过沿旋转方向和背景重叠小化减少光斑的重叠（图1），以进一步提高数据的质量。无噪音PILATUS探测器允许罚金切片[1]，而CCD或CMOS有源像素探测器需要妥协，因为读出或复位噪声。

实验逐步与功能在您的内部系统可以同步电子光束，光束稳定是关重要的。这个优势化室内源匹配与PILATUS。一个高度稳定的室内源无噪声的影响与VITY探测器相结合，在S-SAD和其他实验方法逐步增加你的成功数据的性是关重要的。

PILATUS探测器读出的时间只有7毫秒的完整图像，使快门数据采集连续旋转。这降了总的采集时间，并限度地提率，一个关键的优势，在高通放的应用，如片段筛选。而且，连续旋转数据收集允许收集精细的切片数据集，具有相同的宽切片数据的采集时间。

技术

混合像素技术

混合像素探测器的X射线直接转换成电子信号。其他类型的X射线检测器依赖间歇性步骤捕获和X-射线转换。

例如CCD和CMOS有源像素探测器，，必须先将X射线转换成可见光。出信号的光散射，在荧光屏所需的转换

涂片劣化和空间分辨率。玻璃纤维光学芯片上的光，这将导致进一步的损失和失真的信号转导。这些CCD和

有源像素探测器固有的设计缺陷在混合像素探测器是不存在的。混合像素技术可以直接检测的X射线，这提

供了的空间分辨率和提高了探测效率。在一种混合的像素检测器的每一个像素是由两种组分的传感器像

素读出的像素（图2）。 X射线光子直接转换成电荷，在传感器像素，读出的像素的操作和计数该电信号。传

感器和读出像素有一个直接的，个人的电子连接，每一个混合像素并防止蔓延和信号损失。这使得每一个混   如图2所示的固态传感器直接检测的X射线光子的原理由

合的像素几乎独立的X射线探测器，并达到点的价差，的灵敏度和终速度。      

图3：在PILATUS混合的像素探测器的没有读出噪声和暗电流。

画像一个单一的PILATUS的模块，但不暴露在100毫秒或1小时的采集时间的X-射线源与。后100毫秒时，

所有像素具有计数，在读出的图像的过程中，因为没有噪声被添加。 1小时后，大多数像素仍然没有暗

电流累积的计数时间的长曝光期间，并没有在读出噪声被添加。所有在曝光的罪名从一般背景辐射产生，

占0.15分/小时/像素。

单光子计数

自由电荷被释放在传感器像素中通过X射线吸收。X射线信号通过单管子计数模式读出像素进行处理表现出了了比整合信号更多的优点。。在一个积分检测器中，在曝光期间积累的电荷。整个集成，暗电流的特性被添加到累积电荷。暗电流增加噪音和减少数据的质量。在单光子计数检测器，计数单个事件的X射线吸收所释放的电荷的信号是由读出的像素的电荷放大，如果信号超过一个可调节的阈值，吸收事件数字计算。这样一来，单光子计数的技术废除暗电流探测器噪声源，并实现的数据。此外，单光子计数发生在飞行过程中的曝光，实现尽可能早的数字化和随后的快速的无噪音的数字读出。因此，读数噪音作为一个主要的整合探测器来源，没有出现在单光子计数探测器中。

特点

信号噪声比

PILATUS混合像素探测器的暗电流和读出噪声（图3）本质上是没有暗电流和噪音的。探测器没有噪声能够确保得到一个良好的信号噪声比的数据。相比传统的探测器，这使得在相同曝光时间内获得更的数据或者采集到同样的数据需要更短的采集时间。，从衍射不佳的样品或在分辨率记录微弱信号时，无噪声检测器便显示出其的优势。

优异的点扩散函数

混合像素技术和直接转换到充电脉冲的X射线，PILATUS探测器传播的像素之间几乎没有强度。这使一个像素形成尖锐的点扩散函数（FWHM），并提供了各种各样的好处（图4）。间隔紧密的信号，甚在很大程度上不同的强度，可以更加地解决和测量。更清晰的信号，减少了散射的重叠或其他实验固有的特点，从而改善了信号 – 噪声比。

高动态范围

计数器深度20位（约100万计数），结合探测器无噪声的特点，确保了的对比度和动态范围，另一个PILATUS标志是带来了的图像和数据质量（图4）。极强和极弱的信号可以通过单一的成像能够的检测到。

快速读出和快门操作

PILATUS探测器实验室仪器读出完整的图像，以闪电般的速度仅为7毫秒。这使得快门，连续采集的完整图像。

几乎瞬时读数连续数据采集化了工作效率和任意仪器的吞吐数据。

高局部和全局的计数率

PILATUS设有一个非常的ASIC技术实现单光子计数。这允许地检测到每一个像素中每秒一百万的光子。由于每一个像素是一个几乎独立的检测器，全局计数率和像素的数量形成规模。以这种方式，PILATUS探测器实现每秒和每平方厘米数十亿的光子的全局计数率。局部和全局的计数率的PILATUS探测器是远远优于那些基于气体放电或类似技术的计数探测器。

易于维护和操作

PILATUS探测器具有功耗和冷却需求。所有检测器组件，在室温下操作，这大大简化了冷却。

PILATUS200K探测器是风冷和免维护。 PILATUS300K和300K-W采用维护，闭路冷却水

的温度稳定在23℃。

图4：PILATUS混合探测器的优异的动态测量范围和点扩散函数

衍射图像的细节显示出胰岛素晶体的相同反射。这些图像被获取在一个同步加速光束线和相

同的技术参数除了探测器距离，根据探测器尺寸来调整以达到探测器边缘的相同的分辨率。

PILATUS：20位计数器深度混合像素探测器提供足够的动态范围记录727,716计数中像素

高的强度。得益于的点扩散函数斑点被局限在一个小的区域。此外，锐利的反射剖面的

马赛克性晶体地表示加上一个超过一千倍的相邻像素之间的强度差异，CCD与CCD相

同的反射记录包含许多重载像素的反射强度足以抹掉更大的面积。