डिटेक्टर XR-100SDD

XR-100SDD एक थर्मोइलेक्ट्रिकली कूल्ड सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (SDD), प्रीएम्पलीफायर और कूलिंग सिस्टम है। घटकों का तापमान लगभग -55 ^{डिग्री} सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है और एक अंतर्निर्मित तापमान सेंसर द्वारा निगरानी की जाती है। TO-8 हर्मेटिकली सीलबंद आवास में एक प्रकाश- और वैक्यूम-तंग पतली बेरिलियम खिड़की है जो नरम एक्स-रे को गुजरने देती है।

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चित्र 1 XR100 और PX5 में सिलिकॉन बहाव डिटेक्टर।

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चित्र 2 सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (एसडीडी)

XR-100SDD में उन्नत एक्स-रे डिटेक्शन तकनीक है, जो पहले केवल महंगी क्रायोजेनिक रूप से ठंडी प्रणालियों में ही व्यावसायिक रूप से उपलब्ध थी।

5.9keV ऊर्जा पर रिज़ॉल्यूशन 125eV (आधे अधिकतम पर पूर्ण चौड़ाई);
20,000:1 का उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात;
उच्च गिनती गति - प्रति सेकंड 500,000 माप;
25 मिमी ² x 500 माइक्रोन;
बहुपरत समांतरित्र;

तरल नाइट्रोजन की कमी

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चित्र 3 सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (एसडीडी) पर प्राप्त 55Fe का स्पेक्ट्रम

सामान्य जानकारी

इन डिटेक्टरों की उच्च गुणवत्ता, उनका छोटा आकार और कम लागत उन्हें बेंचटॉप विश्लेषकों पर पोर्टेबल OEM अनुप्रयोगों के लिए आदर्श डिटेक्टर बनाती है। सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (SDD) उत्कृष्ट ऊर्जा संकल्प के साथ अत्यधिक उच्च गणना दरों की अनुमति देता है। यह डिटेक्टर एम्पटेक द्वारा निर्मित अन्य डिटेक्टरों की तरह TO-8 संलग्नक में रखा गया है, इसलिए यह सभी एम्पटेक उत्पादों के साथ पूरी तरह से संगत है।

सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (SDD) एक प्रकार का फोटोडायोड है जो पिन फोटोडायोड के समान कार्य करता है लेकिन इसकी इलेक्ट्रोड संरचना अद्वितीय होती है। एम्पटेक एसडीडी डिटेक्टर एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए आदर्श हैं।

एसडीडी डिटेक्टर का मुख्य लाभ यह है कि इसमें समान क्षेत्र के पारंपरिक डायोड की तुलना में काफी कम धारिता होती है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक शोर का स्तर कम होता है। एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए, एसडीडी में पारंपरिक डायोड की तुलना में बहुत अधिक गणना दरों पर काम करते हुए बेहतर ऊर्जा संकल्प होता है। एसडीडी एक विशेष इलेक्ट्रोड संरचना का उपयोग करता है जो इलेक्ट्रॉनों को बहुत छोटे, कम-धारिता वाले एनोड की ओर निर्देशित करता है।

विशेषताएँ

सामान्य
डिटेक्टर प्रकार	सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (एसडीडी)
डिटेक्टर का आकार	25 मिमी ²
सिलिकॉन मोटाई	500 µm, (दक्षता वक्र देखें)
समांतरित्र	बहुपरती
^{5.9 keV ( 55} Fe) पर ऊर्जा संकल्प	125 - 140 eV (आधे अधिकतम पर चौड़ाई)
सिग्नल से पृष्ठभूमि अनुपात	20,000:1 (5.9 keV से 1 keV तक गणना अनुपात)
बेरिलियम ग्लास की मोटाई	0.5 मिल (12.5 µm) या 0.3 मिल (8 µm), (ट्रांसमिशन वक्र देखें)
समांतरित्र	आंतरिक बहुपरत समांतरित्र (एमएल).
चार्ज संवेदनशील प्रीएम्पलीफायर	मानक एम्पटेक प्रीएम्पलीफायर
स्थिरता प्राप्त करें	<20 पीपीएम/°C
XR100SDD समग्र आयाम	7.6 x 4.4 x 2.9 सेमी
XR100SDD वजन	125 ग्राम
कुल शक्ति	<2 डब्ल्यू
वारंटी अवधि	1 वर्ष
सेवा जीवन	5 - 10 वर्ष, खपत पर निर्भर करता है
काम करने की स्थिति	0°C से +50°C तक
भंडारण और परिवहन	दीर्घकालिक भंडारण: सूखी जगह में 10+ वर्ष मानक स्थितियाँ: -20°C - +50°C, संघनन के बिना 10 - 90% आर्द्रता
टीयूवी प्रमाणन प्रमाणपत्र #: CU 72072412 02 परीक्षण किया गया: UL 61010-1:2004 R7 .05 CAN/CSA-C22.2 61010-1: 2004
इनपुट पैरामीटर
प्रीएम्पलीफायर बिजली आपूर्ति	±8 - 9 V 15 mA पर पीक-टू-पीक शोर <50 mV के साथ
डिटेक्टर बिजली आपूर्ति	25 µA पर -95 से -160 V
शीतलन विद्युत आपूर्ति	धारा = 350 mA अधिकतम, वोल्टेज = 3.5 V अधिकतम, पीक-टू-पीक शोर < 100 mV नोट: XR-100SDD में अपना तापमान सेंसर शामिल है।
आउटपुट पैरामीटर
प्रीएम्पलीफायर संवेदनशीलता	1 mV/keV (विभिन्न डिटेक्टरों के लिए भिन्न हो सकता है)
प्रीएम्पलीफायर ध्रुवता	सकारात्मक संकेत (1 kOhm अधिकतम भार)
प्रीएम्पलीफायर प्रतिक्रिया	रीसेट करें
तापमान सेंसर संवेदनशीलता	PX5/X-123: सॉफ्टवेयर के माध्यम से K में प्रत्यक्ष रीडिंग
अतिरिक्त उपकरण
एक्स-123एसडीडी	सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर X-123SDD कॉन्फ़िगरेशन में भी उपलब्ध है, जिसमें डिटेक्टर, प्रीएम्पलीफायर, DP5 पल्स एनालाइजर, MCA डिवाइस और PC5 पावर सप्लाई शामिल है, जो एक पूर्ण स्पेक्ट्रोमीटर है।
वैक्यूम उपकरण	एसडीडी सभी एम्पटेक वैक्यूम उपकरणों के साथ संगत है
ओईएम	SDD सभी OEM डिवाइसों के साथ संगत हैAmptek

टिप्पणी

सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (SDD) को काम करने के लिए नेगेटिव हाई वोल्टेज की आवश्यकता होती है और यह आउटपुट पर एक पॉजिटिव प्रीएम्पलीफायर सिग्नल उत्पन्न करता है। यह Si-PIN मानक से अलग है, जिसके लिए पॉजिटिव हाई वोल्टेज की आवश्यकता होती है और यह आउटपुट पर एक नेगेटिव प्रीएम्पलीफायर सिग्नल उत्पन्न करता है।

PX5 प्रीएम्पलीफायर सकारात्मक और नकारात्मक दोनों सिग्नल उत्पन्न कर सकता है। जब PX5 को XR 100SDD के साथ जोड़ा जाता है, तो इसे नकारात्मक उच्च वोल्टेज पर सेट किया जाता है। PX5 को नकारात्मक उच्च वोल्टेज पर सेट करके XR100CR Si-PIN डिटेक्टर का उपयोग करने से वारंटी द्वारा कवर नहीं किए जाने वाले नुकसान होंगे। साथ ही, जब PX5 को XR 100CR Si-PIN के साथ जोड़ा जाता है, तो इसे सकारात्मक उच्च वोल्टेज पर सेट किया जाता है। PX5 को सकारात्मक उच्च वोल्टेज पर सेट करके XR100SDD डिटेक्टर का उपयोग करने से वारंटी द्वारा कवर नहीं किए जाने वाले नुकसान होंगे।

विभिन्न परिचालन स्थितियों के लिए प्रदर्शन.

अधिकतम रिज़ॉल्यूशन

रिज़ॉल्यूशन: 5.9 keV पर 125 eV(FWHM)
11.2 µs - पीक समय
गिनती की गति - प्रति सेकंड 100,000 माप
शिखर से पृष्ठभूमि अनुपात 20,000:1 है
रिज़ॉल्यूशन: 5.9 keV पर 155 eV(FWHM)
0.8 µs - चरम समय
गिनती की गति - प्रति सेकंड 500,000 माप

पोर्टेबल उपकरणों में संचालन

रिज़ॉल्यूशन: 5.9 keV पर 150 eV (आधे अधिकतम पर पूरी चौड़ाई)
3.2 µs - पीक समय
गिनती की गति - प्रति सेकंड 200,000 माप
250 K (-24 °C) के डिटेक्टर तापमान पर

कोलिमेटर्स का उपयोग

अधिकांश एम्पटेक डिटेक्टरों में स्पेक्ट्रम की गुणवत्ता को बेहतर बनाने के लिए आंतरिक कोलिमेटर होते हैं। डिटेक्टर के प्रकार के आधार पर, कोलिमेटर निम्न कार्य कर सकते हैं:

संकेत-से-शोर अनुपात में सुधार;
किनारे के प्रभाव को खत्म करना;
झूठी चोटियों को खत्म करें.

निर्वात में काम करना

^{XR-100SDD 10 -8} टोर तक के दबाव पर हवा और वैक्यूम दोनों में काम कर सकता है। डिटेक्टर वैक्यूम चैंबर सहित विभिन्न प्रणालियों और प्रतिष्ठानों में उपयोग के लिए विभिन्न विन्यासों में उपलब्ध है।

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चित्र 4 वैक्यूम के साथ काम करने के लिए XR-100SDD के संशोधन

अतिरिक्त सिस्टम और प्रदर्शन जानकारी

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चित्र 5 पीक समय पर रिज़ॉल्यूशन निर्भरता का ग्राफ़

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चित्र 6 Si-PIN और SDD डिटेक्टरों के लिए पीक समय/सेटलिंग समय पर रिज़ॉल्यूशन की निर्भरता के ग्राफ़ की तुलना

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चित्र 7 विभिन्न पीक समय के लिए रिज़ॉल्यूशन बनाम काउंट दर का ग्राफ़। ग्राफ़ अधिकतम आउटपुट काउंट दर भी दिखाता है।

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चित्र 8 सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर की बैंडविड्थ

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चित्र 9 SDD डिटेक्टर का उपयोग करके प्राप्त Fe55 के लिए 4 मिलियन मापों का स्पेक्ट्रम

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चित्र 10 एसडीडी डिटेक्टर का उपयोग करके प्राप्त विभिन्न पीक समय मूल्यों के लिए ऊर्जा पर रिज़ॉल्यूशन निर्भरता के ग्राफ

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चित्र 11 यह चित्र बेरिलियम ग्लास की पारगम्यता (सुरक्षात्मक परत सहित) और SDD डिटेक्टर के साथ अंतःक्रिया के प्रभाव को जोड़ता है। ग्राफ पर कम ऊर्जा वाला क्षेत्र बेरिलियम ग्लास की मोटाई - 0.3 मिल (8 माइक्रोन) या 0.5 मिल (12.5 माइक्रोन) द्वारा निर्धारित किया जाता है, जबकि उच्च ऊर्जा वाला क्षेत्र SDD डिटेक्टर के सक्रिय क्षेत्र की मोटाई द्वारा निर्धारित होता है।