理解科学相机直接x射线检测

图1:x射线事件直径作为能量的函数

直接检测时发生一个事件在CCD的硅光子被吸收,导致的生产electronhole(情况)对。如果这个吸收发生在CCD的耗尽区,电子和空穴的分离应用的内部电场,由CCD的电极结构生成。电子被困的那块田和田间的洞进行快速重组。随后可以被困电子放大器和读出“定时”。因为这个原因只有电子的超高频双耗尽区中形成将读出信号。当一个事件光子被吸收,超高频双形成的数量和大小的云形成的硅与入射光子的能量直接相关。这些关系图和表所示。

方程适用于光子能量> 10 eV,假设一个理想的量子产率。

N_超高频——平均数量情况对形成
E_超高频——能源需要生成一个超高频双3.65 eV / e^{- - - - - -}在RT为硅
E (eV),入射光子的能量

能量色散检测

图2:x射线事件直径作为能量的函数

入射光子能量之间的关系和电子的数量生成在CCD意味着在低流量情况下,单个光子每像素的事件,可以计算出x射线源的能量。这个强大的技术是EDS(能量色散光谱)的关键应用程序。这是可能通过使用直方图图像像素信号产生的水平。这个柱状图中的峰给一个计数水平的电子的数量可以使用相机生成的敏感性,入射光子的能量可以被发现。

能量分辨率

能量分辨率是衡量的能力来解决个人能量线。它可以计算的应用能量峰值。CCD相关的理论限制能量分辨率由以下方程*

应用(eV) = 2.355 (E (eV) E_超高频F_一个]½

F_一个= = 0.1 *范诺因素
E (eV) =入射光子的能量
E_超高频=能量生成一对e - / h

直接检测能量分辨率的CCD相机的性能是一种有效的测试方法的相机。设计和接口必须优化方法的理论能量分辨率,与所有摄像机关键性能参数优化。

和或建立世界领先的相机,因为我们优化这些参数达到最佳的系统性能,从设计到最终的构建阶段我们的世界领先的相机平台。整个系统的关键参数必须达到最高的性能;收取传输效率(CTE),电子产品的噪声,最低的暗电流线性响应在整个动态范围,在和或我们做这个作为标准。

表1。整整一代的电子能量范围的关系

表2。关键参数表

*范诺因子是一个经验常数用于确定负责的变化时生成一个x射线光子或粒子相互作用。因素是经验和决心是0.1。

引用詹姆斯·r·Janesick科学电荷耦合器件