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X射线相关:瞬态辐射发光测量及成像测量

卓立汉光推出基于X射线激发的稳态发光光谱,荧光寿命,瞬态光谱以及X射线探测成像的相关测量方案。提供全套涵盖X射线激发源、光谱仪、稳态及瞬态数据处理、成像测量(CMOS成像,单像素成像,TFT面阵成像)、辐射剂量表、辐射安全防护等,辐射防护满足国标《低能射线装置放射防护标准》(GBZ115-2023)。
 
 
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产品概述
近年来,钙钛矿型闪烁体及钙钛矿型X 射线直接探测器被广泛研究及报道。在发光闪烁体层面,钙钛矿纳米晶闪烁体通过溶液即可制得,成本极低,且具备全色彩可调谐辐射发光的特点。在直接探测层面,铅卤钙钛矿材料因其具备较大的原子序数、高吸收系数等优点,在X 射线直接探测领域同样表现出非常优异的性能。
卓立汉光能够提供基于X 射线的稳态发光光谱,荧光寿命,瞬态光谱以及X 射线探测成像的相关测量方案。能够提供全套涵盖X 射线激发源、光谱仪、稳态及瞬态数据处理、成像测量(CMOS 成像,单像素成像,TFT 面阵成像)、辐射剂量表、辐射安全防护等,辐射防护防护满足国标《低能射线装置放射防护标准》(GBZ115-2023)。

如下陈述我们几种测量方案及相关配置明细
( 一) 稳态光谱及荧光寿命采集
• 基于皮秒X 射线和TCSPC 测量原理的方法
• 纳秒脉冲X 射线
• 稳态和寿命测量数据
( 二)X 射线探测成像
• X 射线探测成像光路图
• X 射线探测成像及脉冲X 射线实现光电流衰减测量
• TFT 集成的面阵X 射线成像
• 成像测量结果
( 三) 技术参数
稳态光谱及荧光寿命采集
基于皮秒X 射线和TCSPC 测量原理的方法
包含:皮秒脉冲激光器、光激发X 射线管、TCSPC 或条纹相机。
由皮秒脉冲激光器激发“光激发X 射线管”发射出X-ray 作用于样品上,样品发射荧光,经光谱仪分光之后,由探测器探测光信号,数据采集器读取数据。
皮秒X 射线测量荧光寿命原理图
 
纳秒脉冲X 射线
150KV 纳秒脉冲X 射线
* 安全距离要求:a:3 米,b:6 米,c:30 米
 
稳态和寿命测量数据
NaI 样品在管电压50KeV,不同管电流激发下的辐射发光光谱
纳秒X 射线激发的荧光衰减曲线
X 射线探测成像
 
X 射线探测成像光路图
X 射线探测成像及脉冲X 射线实现光电流衰减测量
TFT 集成的面阵X 射线成像


TFT 传感芯片规格


TFT 读取系统规格

成像测量结果
CMOS 成像实物图
分辨率指标:TYP39 分辨率卡的X 射线图像。测试1mm 厚的YAG(Ce) 时,分辨率可以优于20lp/mm

 
手机充电头成像测试


密码狗成像测试
技术参数

稳态X 射线激发发光测量

光源  

能量:4-50KV,功率:0-50W 连续可调,靶材:钨靶,铍窗厚度 200μm

样品位置辐射剂量:0-25Sv/h

光路

透射和反射双光路,可切换

光谱范围

200-900nm(可扩展近红外)

监视器

内置监视器方便观察样品发光,可拍照

快门

可控屏蔽快门,辐射光源最大功率下,关闭快门,样品位置辐射剂量小于10uSv/h

辐射防护

满足国标《X 射线衍射仪和荧光分析仪卫视防护标准》(GBZ115-2023)

样品支架

配备粉末、液体、薄膜样品架

成像测量模块

成像面积:直径20mm(可定制更大面积:120mm×80mm)

成像耦合光路附件,样品测试夹具
相机参数:颜色:黑白,分辨率:20MP, 5472 (H) x 3648 (V),
像元尺寸:2.4μm×2.4μm,量子效率:84%@495nm,暗电流:0.001e-/pixel/s,
制冷温度:-15℃,成像分辨率:优于20lp/mm

瞬态X 射线激发发光测量

光源

皮秒脉冲X 射线源

纳秒脉冲X 射线源*

405nm ps 激光二极管:波长:100Hz-100MHz 可调,

峰值功率:400mW@ 典型值,脉冲宽度:<100ps
光激发X 射线光管:辐射灵敏度:QE10%(@400nm),靶材:钨,
操作电压:40KV,操作电流:10μA@ 平均值,50μA@ 最大值

 

电压:150KV

脉冲宽度:50ns
重复频率:10Hz
平均输出剂量率:2.4mR/pulse

 

数据采集器

TCSPC 计数器

条纹相机(同时获得光谱和寿命)

示波器

 

瞬时饱和计数率:100Mcps

时间分辨率(ps):16/32/64/128/
256/512/1024/…/33554432
通道数:65535
死时间:< 10ns
支持稳态光谱采集
数据接口:USB3.0
最大量程:1.08μs @16ps,
67.1μs@1024ps,
2.19s@33554432ps

 

光谱测量范围:200-900nm

时间分辨率:<=5ps,
( 最小档位时间范围+ 光谱仪光路系统)
探测器:同步扫描型通用条纹相机ST10
测量时间窗口范围:500ps-100us
( 十档可选)
工作模式:静态模式,高频同步模式以及
低频触发模式;
系统光谱分辨率:<0.2nm@1200g/mm
单次成谱范围:>=100nm@150g/mm
静态(稳态)光谱采集,
瞬态条纹光谱成像及荧光寿命曲线采集

 

模拟带宽:500 MHz

通道数:4+ EXT
实时采样率:5GSa/s( 交织模式),
2.5GSa/s( 非交织模式)
存储深度:250Mpts/ch( 交织模式),
125 Mpts/ch( 非交织模式)

 

寿命尺度

500ps-10μs

100ps-100μs

 100ns-50ms

X 射线探测成像

方式

CMOS 成像

单像素探测器

TFT 集成的面阵探测器

配置

成像耦合光路附件,样品测试夹具

相机参数:
颜色:黑白
分辨率:20MP, 5472 (H) x 3648 (V)
像元尺寸:2.4μm×2.4μm
量子效率:84%@495nm
暗电流:0.001e-/pixel/s
制冷温度:-15℃

XY 二维电动位移台:

XY5050:
行程:X 轴50mm,Y 轴50mm,重复定
位精度1.5μm,水平负载4Kg;
XY120120:
行程:X 轴120mm,Y 轴120mm,重复
定位精度3μm,水平负载20Kg

TFT 阵列传感芯片

(可提供直接型和间接型芯片):
背板尺寸(H×V×T):
44.64×46.64×0.5 mm,
有源区尺寸(H×V):32×32mm,
分辨率(H×V):64×64,
像素大小:500×500μm
TFT 读出系统:
成像规格:
解析度:64 行×64 列,
数据灰阶:支持256 灰阶显示,
数据通信方式:WIFI 无线通讯,
数据显示载体:手机/ 平板(Android 9.0
以上操作系统、6GB 以上运行内存)

 

辐射剂量

测定辐射计量表

探测器:塑料闪烁体, Ø30x15 mm

连续长期辐射:50 nSv/h ... 10 Sv/h
连续短期辐射:5 μSv/h ... 10 Sv/h
环境剂量当量测量范围:10 nSv ... 10 Sv
连续的短时辐射响应时间:0.03 s
相对固有误差:连续和短期辐射:±15% 最大
137 Cs 灵敏度:70 cps/(μSv·h-1 )
剂量率变化0.1 to 1 μSv/h 的反应时间 ( 精度误差 ≤ ±10%) < 2 s