如何選擇Amptek X-Ray 探測器

Amptek 提供一系列高性能、緊湊型 X 射線探測器和相關訊號處理電子設備。X-RAY和輻射探測器是客製化的光電二極體所構成，包括傳統的 Si-PIN 二極體、矽漂移探測器( SDD ) 和 CdTe 肖特基二極體。探測器與前級放大器的輸入電晶體一起安裝在兩級熱電冷卻器上。冷卻器將偵測器和電晶體保持在 -25 ° C 或更低的溫度，無需低溫液態氮即可降低電子噪聲，功耗<1W。這種冷卻技術可在緊湊、方便的封裝中實現高性能，對於便攜式 XRF 分析儀以及高性能桌上型 XRF 和 EDS 系統的開發至關重要。

Amptek 的探測器代表了X 射線光譜領域的最先進技術，可提供最佳的能量分辨率、低能量下的最佳效率、最高的計數率、最高的峰值背景比，所有這些都成本低廉，適用於便攜式系統、真空系統系統等。它們由 OEM 和實驗室研究人員使用。核心支援技術包括探測器本身（由 Amptek 設計和製造）、低雜訊 JFET 和 CMOS 技術，以及在穩健系統中實現良好冷卻的封裝。Amptek 在該系列中有多種不同的基本探測器，共享核心技術，但針對不同的應用進行了最佳化。

上面的草圖展示了安裝在 TO-8 接頭上的熱電冷卻器上的偵測器。輸入 FET 和其他組件也安裝在冷卻器上。鎳蓋（也如圖所示）焊接到 TO-8 接頭上，外殼內為真空，以達到最佳冷卻。蓋子上有一個視窗（如上圖深藍色所示），用於啟用軟 X 光偵測。對於能量 > 2 keV，通常使用鈹，對於較低能量則使用 Si 3 N 4。探測器使用復位式前置放大器。

• 種類：

FAST SDD®：  這是 Amptek 最高效能的探測器。建議需要最佳效能的使用者使用 FAST SDD®。它可以提供最佳的能量分辨率（5.895 keV 時低至 122 eV FWHM），可以測量最低能量的 X 射線（低至 52 eV 時的 Li Ka 線），具有最佳的峰背景比，可以在最高計數率(> 1 Mcps)，並且可用於最大面積（高達70 mm2）。FAST SDD® 廣泛用於最嚴苛的 XRF 應用、EDS 和 SEM/TEM、同步加速器和其他研究系統。

Si-PIN：建議用於需要中等能量解析度和計數率且成本最重要的應用。Si-PIN 裝置具有傳統的平面結構，比 SDD 產生更多的電子噪聲，但更容易製造。目前提供三種不同的 Si-PIN 型號，面積分別為 6 mm2、13 mm2 和 25 mm2。6 mm2 偵測器在 5.9 keV Mn Ka 線、計數率高達 50k cps 時提供 140 eV FWHM 的能量解析度。對於相同的計數率，13 mm2 和 25 mm2 偵測器通常提供 180 和 210 eV FWHM 的能量解析度。

CdTe：建議用於 20-30 keV 以上的應用。CdTe 比Si 具有更高的阻止本領，並且可以做得更厚，因此對所有特徵X 射線都具有很高的效率，甚至達到U 的K 線。CdTe 的電子噪聲比任何Si 探測器都要差（分辨率在 5.9 keV Mn Ka 線通常為 450 eV FWHM），這使得 Si 探測器成為能量低於 20 keV 的更好選擇。但在 20 至 30 keV 以上，分辨率無論如何都由 Fano 展寬主導，因此差異變小，特徵 X 射線線間隔更寬，並且 Si 探測器的效率下降，使 CdTe 成為更好的選擇。CdTe 偵測器非常適合測量 X 射線管的光譜，其中效率非常重要，而能量解析度則較不重要。CdTe 也是伽瑪射線應用的最佳選擇。

*所有結果均在探測器完全冷卻的情況下得出；請聯絡我們討論不同操作條件下的效能保證。峰背景 (P/B) 比是 13 和 25 mm2 Si-PIN 的 5.9 keV 與 2 keV 之間的計數比，以及所有 SDD 和 6 mm2 Si-PIN 的 5.9 keV 與 1 keV 之間的計數比。

使用者在選擇偵測器時不僅應考慮分辨率，還應考慮面積、厚度、吞吐量和峰背景比。

圖 4. Si-PIN 和 SDD 偵測器的解析度與峰值時間。峰值時間約為整形時間的 2.4 倍。

圖 5. 6 mm²、13 mm² 和 25 mm² Si-PIN 偵測器的分辨率與峰值時間和溫度的關係。

圖 6. 25 mm² 標準和 FAST SDD® 偵測器的分辨率與峰值時間和溫度的關係。

圖 7. 70 mm² FAST SDD® 偵測器的解析度與峰值時間和溫度的關係。

SDD內的C2 window 和Be Window 又該如何選擇呢？  歡迎來信來電詢問~