超快软X射线相机在欧洲XFEL安装完成

国际联盟为欧洲x射线激光器研制了特制的软X射线探测器。

一个国际联盟建造了世界上最快的软x射线相机。DSSC探测器是为欧洲XFEL量身定做的，它能在不到200微秒的时间内拍摄800张照片，并能探测到单个x射线光子。以其令人难以置信的速度，该探测器可以跟上欧洲XFEL 的射线脉冲的快速步伐，使得研究人员利用欧洲XFEL对各种材料样品进行原子级精度的分析。         

                DSSC探测器包含32个模块，每个模块为256×128像素，Credit: DESY, Karsten Hansen 

欧洲的XFEL每秒能发出27,000个X射线脉冲。它们分为十个包，叫做脉冲序列，每个包有2700个X射线脉冲。在单个脉冲序列中，X射线脉冲每220纳秒(十亿分之一秒)重复一次。以这种速度拍摄图像的探测器并不是市面上现有的。因此，十年前，多家国际研究所，高校联合开发了一种特制的x射线相机。该联盟的合作伙伴包括海德堡大学、米兰理工大学、贝加莫大学、欧洲XFEL和DESY，在这些地方已经开发了中央电子元件和探测器外壳。

让相机的快速成像成为可能，是因为图像被读出以前，它信息都是直接缓存在每个单独的像素中。DESY微电子开发主管卡斯滕•汉森(Karsten Hansen)解释称:“数字缓存只能通过在每个像素中集成一个模数转换器来实现，这是我们专门为这款x射线相机开发的。”通过这种方式，探测器可以在每个脉冲序列中捕获800张x射线图像。这是目前的一项世界纪录，相当于每分钟约0.5 TB的数据，相当于大约100张DVD的数据容量。

经过十多年的研制和建设，DSSC探测器最近成功投入使用。“这是探测器发展方面的一个了不起的成就，为光子科学界开辟了独特的可能性，”欧洲XFEL项目和联盟领导人Matteo Porro强调说。“有了DSSC，我们已经证明，在欧洲XFEL提供的非常高的脉冲重复率下，记录软x射线体波段的单个光子是可能的。”

 在SCS仪器的调试过程中，由DSSC探测器获得的针孔的单发软x射线衍射图像

   除了模数转换器，DESY还开发了几乎所有必须特别紧凑的相机头电子元件。相机头是在DESY微电子实验室组装的，然后与DESY探测器组开发的外壳中的其他组件集成。“经过多年的设计和开发，在过去的一年里，很高兴在欧洲XFEL看到单个探测器组件组装在一起，”欧洲XFEL探测器小组负责人马库斯·库斯特(Markus Kuster)说。

欧洲XFEL的六个测量站(或仪器)专门从事不同的分析，并使用具有不同性质的x射线闪光脉冲。DSSC(带信号压缩的DePFET传感器)探测器是为SCS(光谱和相干散射)仪器开发的，在那里，功能和复杂材料的电子和原子结构可以用所谓的软x射线来探索，这种软x射线的特征是具有与材料待探测特性可比的长波长。在最初的实验中，SCS测量站的研究人员使用DSSC探测器来研究超快的磁过程。

DSSC探测器是欧洲XFEL的第四个高速照相机，也是首个软x射线探测器。另外三种快速探测器用于短波长的硬x射线实验。未来，欧洲XFEL计划安装第二个DSSC探测器。

欧洲XFEL是由12个欧洲伙伴组成的联合体。DESY开发并建造了粒子加速器，它将驱动x射线激光，并由DESY加速器控制中心操作。DESY也是欧洲XFEL的主要股东。此文转载自德国Desy新闻。

另外文章提供的用于短波长硬X射线的X射线探测器名叫：AGIPD，它是一种高速，低噪的积分探测器，并且在每一像素上都拥有自适应增益放大器。当它探测单个光子事件，并调节增益状态使动态范围优于10^4(@12KeV)时，其所产生的等效噪音是小于1keV的。在Burst模式下，该系统可在运行频率高达6.5 MHz的同时储存352张图像的，完全能够适用于帧频为4.5MHz的欧洲X光自由电子激光器。

我司（北京众星联恒科技有限公司）是德国DESY孵化公司X-spectrum公司在中国的总代理，目前AGIPD经过欧XFEL的验证，工作稳定确定性能稳定。目前X-spectrum公司可以提供个Module的AGIPD探测器，探测器具体参数如下：