Hammerhead：用于波长色散谱仪的超高清 ePix 相机

波长色散谱仪（WDS）常用于同步辐射和自由电子激光（FEL）应用中，其中高能量分辨率（量级为 eV）十分重要。提高 WDS 能量分辨率需要提高探测器在色散方向上的空间分辨率。采用条带探测器或小像素探测器的常规方法并不理想。我们提出了一种新方法：使用具有高长宽比矩形像素（条带与像素之间，下称‘strixel’）的传感器，并通过 strixel 重分布以匹配典型 ASIC 的正方形像素阵列，同时避免重新设计 ASIC 的大量工作。这得到了 17.4 mm × 77 mm 的传感器面积，水平方向精细节距为 25 $\mu$m，对应 3072 列和 176 行。传感器采用 ePix100 读出 ASIC，利用其低噪声（43 e$^-$，或 180 eV rms）。我们展示了使用 Hammerhead ePix100 相机获得的结果，表明色散方向的小节距（25 $\mu$m）在高和低光子占用率下均使性能最大化，从而实现最优 WDS 能量分辨率。高光子占用率下的低噪声水平允许精确光子计数，而在低占用率下，可重建每个光子的能量和亚像素位置，从而在色散方向实现超高分辨率（量级 1 $\mu$m）并抑制散射束与谐波。使用带重分布和倒装焊至标准 ePix 读出 ASIC 的 strixel 传感器，在 WDS 应用中实现了超高位置分辨率（$\sim$1 $\mu$m）和低噪声，利用了混合像素探测器的优势（高成品率、易获取、相对廉价），同时通过与中国版 ePix 相机共享 ASIC、硬件、软件和 DAQ 开发来最小化开发复杂度。