自适应增益积分像素探测器的单光子灵敏度
仪器与探测器
2012-08-16 v2
摘要
单光子灵敏度是某些探测系统的重要特性。本研究探讨了自适应增益积分像素探测器（AGIPD）的单光子灵敏度及其对可能的探测器噪声值的依赖关系。由于欧洲 X 射线自由电子激光器（XFEL）的特殊要求，AGIPD 通过积分总信号来确定每个像素吸收的光子数。光子计数在经过阈值处理的数据集上离线进行。结果表明，AGIPD 将对能量为 8 keV 或以上的单光子敏感（探测效率 50%，每 10 像素中由噪声引起的计数少于 1）。如果最终噪声处于可能范围的下限（200 - 400 个电子），则在 5 keV 束流能量下也能实现单光子灵敏度。结果表明，当噪声足够低时，电荷求和方案是有益的。事件的总探测率得到提高，并且在相邻像素中将单个事件多次计数的概率最多降低了 40 倍。AGIPD 的入射窗口允许 3 keV 光子以约 70% 的概率到达灵敏体积。因此，本文探索了 AGIPD 的低能性能，发现在 3 keV 束流能量下最大噪声底限低于 0.035 次命中/像素/帧。根据噪声水平和所选阈值，该值可降低约 10 倍。尽管本工作中定义的单光子灵敏度在此能量下未达到，但在该能量下仍可进行成像，从而允许显著高于噪声底限的信号实现泊松噪声限制的性能。
引用
@article{arxiv.1203.5954,
title = {The single photon sensitivity of the Adaptive Gain Integrating Pixel Detector},
author = {Julian Becker and Dominic Greiffenberg and Ulrich Trunk and Xintian Shi and Roberto Dinapoli and Aldo Mozzanica and Beat Henrich and Bernd Schmitt and Heinz Graafsma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.5954},
year = {2012}
}
备注
revised version after peer review