- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

低温X射线能谱仪兼具高能量分辨率、高探测效率、低噪声、无死层等特点, 能量分辨率与X射线入射方向无关, 在暗弱的弥散X射线能谱测量方面具有明显优势. 基于同步辐射及自由电子激光的先进光源线站、加速器、高电荷态离子阱、空间X射线卫星这类大科学装置的快速发展对X射线探测器提出了更高要求, 因而低温X射线能谱仪被逐步引入到APS, NSLS, LCLS-II, Spring-8, SSNL, ATHENA, HUBS等大科学装置与能谱测量相关科学研究中. 本文从低温X射线能谱仪的工作原理及分类、能谱仪系统结构、主要性能指标以及国内外大科学装置研究现状及发展趋势等方面作简要综述.

关键词:

Abstract

Cryogenic X-ray spectrometers are advantageous in the spectrum research for weak and diffusive X-ray source due to their high energy resolution, high detection efficiency, low noise level and non-dead-layer properties. Their energy resolution independent of the incident X-ray direction also makes them competitive in diffusion source detection. The requirements for X-ray spectrometers have heightened in recent years with the rapid development of large scientific facilities where X-ray detection is demanded, including beamline endstations in synchrotron and X-ray free electron laser facilities, accelerators, highly charged ion traps, X-ray space satellites, etc. Because of their excellent performances, cryogenic X-ray detectors are introduced into these facilities, typical examples of which are APS, NSLS, LCLS-II, Spring-8, SSNL, ATHENA, HUBS. In this paper, we review the cryogenic X-ray spectrometers, from the working principle and classification, system structure, major performance characteristics to the research status and trend in large scientific facilities in the world.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.
4.

通信作者:刘志,liuzhi@shanghaitech.edu.cn

作者简介:

刘志, 教授, 上海科技大学大科学中心主任兼物质学院副院长. 1994年毕业于北京大学, 获得大气物理与大气环境专业理学学士, 在美国斯坦福大学获电子工程硕士、物理学博士. 回国前长期在斯坦福线性加速器国家实验室和美国劳伦斯伯克利国家实验室从事科学研究. 20多年来主要从事同步辐射原位谱学及其他相关技术的应用研究, 特别是近常压光电子能谱对催化和电化学体系表界面的原位表征测量. 受“国家特聘专家”资助, 2013年全职回国后, 主要从事同步辐射和自由电子激光原位表征研究和大科学装置建设, 主持完成了基金委国家重大科研仪器设备研制专项“基于上海同步辐射光源的能源环境新材料原位电子结构综合研究平台(SiP·ME2)研制”和国家重大科技基础设施“活细胞结构与功能成像等线站工程”. 目前参与领导十三五国家重大科技基础设施“上海硬X射线自由电子激光装置”的建设. 发表同行评议论文220余篇

基金项目:国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项(批准号: 11927805)、国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 12005134, 11803014)和上海市浦江人才计划(批准号: 20PJ1410900)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.
3.
4.

Corresponding author:Liu Zhi,liuzhi@shanghaitech.edu.cn

Funds:Project supported by the Special Fund for Research on National Major Research Instrument and Facilities of the National Natural Science Fundation of China (Grant No. 11927805), the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 12005134, 11803014), and the Shanghai Pujiang Program, China (Grant No. 20PJ1410900)

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]
[51]
[52]
[53]
[54]
[55]
[56]
[57]
[58]
[59]
[60]
[61]
[62]
[63]
[64]
[65]
[66]
[67]
[68]
[69]
[70]
[71]
[72]
[73]
[74]
[75]
[76]
[77]
[78]
[79]
[80]
[81]
[82]
[83]
[84]
[85]
[86]
[87]
[88]
[89]
[90]
[91]
[92]
[93]
[94]
[95]
[96]
[97]
[98]
[99]
[100]
[101]
[102]
[103]
[104]
[105]
[106]
[107]
[108]
[109]
[110]
[111]
[112]
[113]
[114]
[115]
[116]
[117]
[118]
[119]
[120]
[121]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

Detector	Resolution $E_{\rm{FWHM}}$/eV	Count rate /cps	Efficiency (O)	P/B ratio
Ge (typical)	130	$3\times 10^5$	0.1	50∶1
Ge (best)	60	$3\times 10^4$	0.003	200∶1
STJ (typical)	20	$10^5$	$10^{-4}$	200∶1
STJ (best)	10	$10^6$	$10^{-3}$	1000∶1
Grating (typical)	0.5	$10^5$	$10^{-6}$	200∶1
Grating (best)	0.2	$10^6$	$10^{-5}$	1000∶1
Grating (best)	0.2	$10^6$	$3\times 10^{-4}$	200∶1

下载: 导出CSV

参数	设计指标	备注
能量范围/keV	0.2—12
能量分辨率	2.5 eV@7 keV
FOV/arcmin	5
像素尺寸/arcsc	< 5
单像素计数率/cps	0.25	保证80%的事例优于设计能量分辨率
非X射线背景/(cps·cm^-2)	$5^{-3}$

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]
[51]
[52]
[53]
[54]
[55]
[56]
[57]
[58]
[59]
[60]
[61]
[62]
[63]
[64]
[65]
[66]
[67]
[68]
[69]
[70]
[71]
[72]
[73]
[74]
[75]
[76]
[77]
[78]
[79]
[80]
[81]
[82]
[83]
[84]
[85]
[86]
[87]
[88]
[89]
[90]
[91]
[92]
[93]
[94]
[95]
[96]
[97]
[98]
[99]
[100]
[101]
[102]
[103]
[104]
[105]
[106]
[107]
[108]
[109]
[110]
[111]
[112]
[113]
[114]
[115]
[116]
[117]
[118]
[119]
[120]
[121]

[1]	王碧涵, 李冰, 刘旭强, 王毫, 蒋升, 林传龙, 杨文革.毫秒时间分辨同步辐射X射线衍射和高压快速加载装置及应用. 必威体育下载 , 2022, 71(10): 100702.doi:10.7498/aps.71.20212360
[2]	周庆勇, 魏子卿, 姜坤, 邓楼楼, 刘思伟, 姬剑锋, 任红飞, 王奕迪, 马高峰.一种聚焦型X射线探测器在轨性能标定方法. 必威体育下载 , 2018, 67(5): 050701.doi:10.7498/aps.67.20172352
[3]	张天奎, 于明海, 董克攻, 吴玉迟, 杨靖, 陈佳, 卢峰, 李纲, 朱斌, 谭放, 王少义, 闫永宏, 谷渝秋.激光高能X射线成像中探测器表征与电子影响研究. 必威体育下载 , 2017, 66(24): 245201.doi:10.7498/aps.66.245201
[4]	代锦飞, 赵宝升, 盛立志, 周雁楠, 陈琛, 宋娟, 刘永安, 李林森.标定脉冲星导航探测器的荧光X射线光源. 必威体育下载 , 2015, 64(14): 149701.doi:10.7498/aps.64.149701
[5]	张治国.垂直多结光伏型集成硅X射线探测器的实现和实验. 必威体育下载 , 2014, 63(24): 248501.doi:10.7498/aps.63.248501
[6]	余波, 陈伯伦, 侯立飞, 苏明, 黄天晅, 刘慎业.化学气相沉积金刚石探测器测量辐射驱动内爆的硬X射线. 必威体育下载 , 2013, 62(5): 058102.doi:10.7498/aps.62.058102
[7]	胡慧君, 赵宝升, 盛立志, 赛小锋, 鄢秋荣, 陈宝梅, 王朋.用于脉冲星导航的X射线光子计数探测器研究. 必威体育下载 , 2012, 61(1): 019701.doi:10.7498/aps.61.019701
[8]	宋天明, 易荣清, 崔延莉, 于瑞珍, 杨家敏, 朱托, 侯立飞, 杜华冰.ICF实验软X射线能谱仪对辐射能流时间关联测量的时标系统. 必威体育下载 , 2012, 61(7): 075208.doi:10.7498/aps.61.075208
[9]	苏兆锋, 杨海亮, 邱爱慈, 孙剑锋, 丛培天, 王亮平, 雷天时, 韩娟娟.高能脉冲X射线能谱测量. 必威体育下载 , 2010, 59(11): 7729-7735.doi:10.7498/aps.59.7729
[10]	侯立飞, 李芳, 袁永腾, 杨国洪, 刘慎业.化学气相沉积金刚石探测器测量软X射线能谱. 必威体育下载 , 2010, 59(2): 1137-1142.doi:10.7498/aps.59.1137
[11]	邹晓兵, 王新新, 张贵新, 韩旻, 罗承沐.喷气式Z箍缩等离子体辐射软X射线能谱的研究. 必威体育下载 , 2006, 55(3): 1289-1294.doi:10.7498/aps.55.1289
[12]	易荣清, 杨国洪, 崔延莉, 杜华冰, 韦敏习, 董建军, 赵屹东, 崔明启, 郑雷.北京同步辐射3B3中能束线X射线探测系统性能研究. 必威体育下载 , 2006, 55(12): 6287-6292.doi:10.7498/aps.55.6287
[13]	黄万霞, 袁清习, 田玉莲, 朱佩平, 姜晓明, 王寯越.同步辐射硬x射线衍射增强成像新进展. 必威体育下载 , 2005, 54(2): 677-681.doi:10.7498/aps.54.677
[14]	杨家敏, 丁耀南, 易荣清, 王耀梅, 张文海, 郑志坚.软X射线能谱定量测量技术研究. 必威体育下载 , 2001, 50(9): 1723-1728.doi:10.7498/aps.50.1723
[15]	成金秀, 缪文勇, 孙可熙, 王红斌, 杨家敏, 曹磊峰, 温天舒, 陈正林, 杨存榜, 江少恩, 崔延莉, 汤小青, 于艳宁, 陈久森.X射线辐射输运分解实验研究. 必威体育下载 , 2000, 49(2): 282-287.doi:10.7498/aps.49.282
[16]	杨家敏, 丁耀南, 孙可煦, 成金秀, 江少恩, 郑志坚, 张文海.用透射光栅谱仪测量金箔背侧X射线能谱. 必威体育下载 , 2000, 49(4): 747-750.doi:10.7498/aps.49.747
[17]	孙可煦, 易荣清, 杨家敏, 王红斌, 马洪良, 陈正林, 黄天暄, 崔延莉, 郑志坚, 唐道源, 丁永坤, 温树槐, 江文勉, 赵永宽, 崔明启, 黎刚, 崔聪悟, 唐鄂生.同步辐射软X射线源用于软X射线探测元件定标. 必威体育下载 , 1997, 46(4): 650-655.doi:10.7498/aps.46.650
[18]	杨平, 赵际勇, 蒋建华.同步辐射X射线衍射的谐波成分计算. 必威体育下载 , 1993, 42(3): 437-445.doi:10.7498/aps.42.437
[19]	孙景文.X射线探测器的脉冲标定技术. 必威体育下载 , 1986, 35(7): 864-873.doi:10.7498/aps.35.864
[20]	戚霞枝, 郑少白.CT-6B托卡马克装置中软X射线辐射及扰动. 必威体育下载 , 1984, 33(4): 465-471.doi:10.7498/aps.33.465

计量

文章访问数:9541
PDF下载量:286
被引次数:0

搜索

留言板