A color x-ray camera for 2–6 keV using a mass produced back illuminated complementary metal oxide semiconductor sensor

分光计 物理 光学 探测器 光子能量 半导体 半导体探测器 光子 激光器 同步加速器 光电子学 图像传感器
作者
William M. Holden,Oliver Hoidn,Gerald T. Seidler,Anthony D. DiChiara
出处
期刊:Review of Scientific Instruments [American Institute of Physics]
卷期号:89 (9) 被引量:18
标识
DOI:10.1063/1.5047934
摘要

There are several reports in the scientific literature of the use of mass-produced charge coupled device or complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensors as x-ray detectors that combine high spatial resolution with significant energy resolution. Exploiting a relatively new especially favorable ambient-temperature back-illuminated CMOS sensor, we report the development of a spectroscopic x-ray camera having particularly impressive performance for 2–6 keV photons. This instrument has several beneficial characteristics for advanced x-ray spectroscopy studies in the laboratory, at synchrotron light sources, at x-ray free electron lasers, or when using pulsed x-ray sources such as for laser plasma physics research. These characteristics include fine position and energy resolution for individual photon events, high saturation rates, frame rates above 100 Hz, easy user maintenance for damaged sensors, and software for real-time processing. We evaluate this camera as an alternative to traditional energy-dispersive solid-state detectors, such as silicon drift detectors, and also illustrate its use in a very high resolution wavelength-dispersive x-ray fluorescence spectrometer (i.e., x-ray emission spectrometer) that has recently been reported elsewhere [W. M. Holden et al., Rev. Sci. Instrum. 88(7), 073904 (2017)].
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