X射线探测器的发展趋势

PILATUS X射线光子计数探测器

PILATUS系列

PILATUS 探测器

一、概述

1、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是X 射线探测领域的一次革命性成果，其能够实现最好的数据质量。该探测器将单光子计数和混合像素技术这两项关键技术相结合，应用于同步辐射和常规实验室光源等各个领域。单光子计数技术能够消除所有探测器噪声，并提供优质的实验数据。在采集数据时，能够有效排除读出噪声和暗电流的干扰，其在实验室光源的应用中具有特别优势。实验室X 射线光源相比于同步辐射光源光强低得多，因而在成像过程中需要更长的曝光时间，其获得的信号也要弱的多。由于排除了暗电流和

读出噪声，PILATUS 探测器更加适合在实验室使用。混合像素技术可以直接探测X 射线，与其他探测器技术相比能够获得更清晰，更易分辨的信号。加上读取时间短和连续采集的特点，PILATUS 探测器可以高效提供优质数据。低功耗和低冷却需求，为您提供一个维护量极小的探测器系统，。PILATUS 探测器系列是专为您在实验室中的需求定制，并且提供具有无与伦比价值的同步辐射验证的成熟探测技术。利用PILATUS 独特的功能，可以从你的最具挑战性的样品获得最佳的

2、针对您的需求

PILATUS 探测器在众多同步辐射束线上获得成功应用。PILATUS 的独特功能在实验室和相关工业应用的优势也很明显。现在PILATUS 的产品家族，包括一系列的PILATUS 探测器，能够满足您在实验室的独特需求。固定能量标定和简化的读出电子器件可以完美匹配实验室相关需求，而且PILATUS 完全符合您的预算。

混合像素技术和单光子计数技术，这两项能够提升数据质量和采集效率的关键技术，在所有PILATUS 探测器中完美应用。越来越多的实验室和工业应用的仪器可配备或升级为PILATUS 探测器。您可以在设备中自由集成PILATUS 探测器模块，也可以直接采用 PILATUSOEM 合作伙伴的现成产品。

3、OEM 合作整机合作

PILATUS 探测器是现成的配套产品， 可以选择仪器的OEM 配套合作： - JJ X 射线 - 理学 - STOE -Xenocs

器

传感器层厚度[μm]

表1：基于PTB 实验室的BESSY II 实验装置上测量的PILATUS 传感器的量子效率。 4、可定制，以符合您的要求

除了标准的320微米厚的硅传感器，你可以定制您的PILATUS 探测器450或1000微米厚的硅传感器以匹配您的X 射线光源能量（见表1）。这样能够在所有常见的实验室X 射线能量下实现高量子效率。水冷机型PILATUS300K 和300K-W 提供了可选的真空兼容性。此定制使得探测器能够在真空中使用，如在SAXS 装置的飞行管中。连续可调的能量阈值的选项可以有效抑制荧光信号

5、关键优势

- 单光子计数模式中 直接探测X 射线 - 无读出噪声 - 无暗电流 - 优秀的点扩散函数 - 高动态范围 - 读出时间短 - 高帧速率

- 高局部和全局的计数率 6、应用

- 生物大分子晶体学（MX ） - 单晶衍射（SCD ）

- X-射线衍射（XRD ）

- 小角散射与广角散射（SAXS/广角） - 表面衍射 - 漫散射 - 时间分辨实验 - 成像 - 无损检测

7、探测器的成套应用：

SAXS / WAXS 系统配备PILATUS300K 探测器

PILATUS300K

探测器在衍射仪系统中的应用

8、PILATUS 探测器的规格 PILATUS200K

PILATUS200K 有效探测面积为84*70毫米，在各种不同的X 射线应用领域均为理想的探测器。这是最紧凑的探测器，使您可以充分利用所有PILATUS 功能。 在SCD 和XRD 应用中，采用PILATUS 的局部和全局的高计数率，能够获得远远优于基于气体放电或类似技术的计数探测器的成像效果。精巧的前部

壳体和紧凑的尺寸能够探测到大衍射角的X 射线，并且能够有效利用样品周围的空间。全风冷和低功率消耗，PILATUS 200K 是一个几乎不需要服务和维修的探测器系统。

PILATUS300K

PILATUS300K 是在实验室中进行生物晶体学研究和小角散射研究（SAXS ）的完美探测器。大传感器面积结合无快门数据采集， 可以轻而易举的采集具有良好分辨点的大晶胞的高分辨率衍射数据。小角散射研究得益于水冷式探测的出色稳定性，即使是 很长的曝光时间，也具有准确的精度，以确定和减去溶剂散射SAXS 测量。此外，还可以

采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。成像区域超大的轴向尺寸使得探测器可以放置在直射 束非常接近的位置，为您提供在小角散射/广角散射（SAXA/WAXS ）装置中测量广角散

（WAXS ）信号的终极探测器。与300K 类

似，300K-W PILATUS 也可以定制真空兼容性的自定义选项。

9、在您实验室切片精细

图1

PILATUS采集的精细φ切片。每个数据集的采集条件均为：相同的角速度0.1°/S 下仅仅采集30分钟，每幅图采用如图例所示的不断减少的旋转宽度和曝光时间。更短的采集时间能够获得更好的实验数据。利用无噪声的PILATUS探测器获得的精细层数据集可以获得最佳的数据质量（胰岛素，180°旋转角度范围，微焦点密封球管，PILATUS300K）。

二、应用

1、PILATUS应用于实验室小角散射SAXS

由于其高动态范围，没有读出噪声和暗电流，高灵敏性和超强的稳定性，PILATUS探测器非常适合应用于实验室SAXS设备，高Q-范围测量极其微弱的信号，需要很长的曝光时间。由于完全没有暗电流，PILATUS探测器擅长在长曝光时间，获取卓越的数据。另一个优势是使用PILATUS时，探测稳定性高，甚至能够在很长的曝光时间下，以最好的精度，确定和减去溶剂散射。这种出色的稳定性源自单光子计数技术与混合像素技术以及简单却非常稳定的水冷技术的结合。

PILATUS探测器准确测量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与尺寸排阻色谱法相结合，是研究聚集或易降解系统、瞬态配合物、以及齐聚状态的强大方法。无噪声PILATUS探测器，使这些稀释的样本，能够在实验室进行可行的研究。此外，高帧速率和较短的读出时间也能够在蛋白质洗脱的过程中最大化采集时间从而更精细地进行数据采集。由于其可以揭示数据采集过程中辐射损伤的有价值的信息，超长曝光时间下对数据采集精细采样在常规SAXA 实验中极其有效。2、PILATUS应用于实验室生物大分子研究 MX

以最佳的精度测量微弱高分辨率反射信号确定图像的质量，并最终成功进行生物大分子研究。PILATUS探测器排除探测器噪声干扰的特点，可以有效提升弱反射信号的信噪比，并且能够在散射背景中减少衍射强度的重叠以获得更好的点扩散函数。此外，可以采用精细切片的策略，这样可以沿旋转方向减少背景重叠和降低斑块重叠，以进一步提高数据质量可，无噪声PILATUS探测器允许最优精细切片[1]，而CCD或CMOS 等探测器需要，权衡读出噪声和复位噪声。

光束稳定对于实验过程和实验室系统可以表现出同步辐射束线的特征而言，都是至关重要的。将您的系统匹配PILATUS探测器，可以最大化实现实验室光源的极限优势。将高度稳定的实验室光源与无噪声高灵敏度的探测器系统相结合，可以再S-SAD和其他数据精度至关重要的实验方法中增加实验的成功概率。PILATUS探测器对于整图像的读出的时间只有7毫秒，因此可以再连续旋转过程的采集中不需要快门而直接采集。这样降低了总的采集时间并且提升了采集效率，后者是高通量应用（比如片段筛选）的一个关键优势