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Description
Flashcards by Tom Schobert, updated more than 1 year ago
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Created by Tom Schobert
about 7 years ago
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| Question | Answer |
| Eigenschaften | - weiterer Spektralbereich - bis hν≤20 keV - hohe Dynamik (105) - räumliche Auflösung (6-30 μm) - Wiederholrate 0.01-50 Hz |
| Funktionsprinzip | - Erzeugung und Trennung Elektron-Loch-Paare - 2D-Sensor, 1000x1000 px - Ladungen einzelner Pixel durch Detektor hindurch abgeleitet |
| Halbleiterplatten | - Elektrodenstruktur dünne aufgedampfte Schichten - dünne Isolatorschicht - dünne n-dotierte Schicht - i-Schicht - dicke p-dotierte Schicht Trägersubstrat - homogene Gegenelektrode an Rückseite |
| Pixelstruktur | - Definition durch Elektroden (dreidimensionale Potenzialstruktur) - 1. Sammeln Ladungen bei Lichteinfall (Potentialtopf) - 2. Veränderung zur schrittweisen Auslösung - Lichtaufnahme: positive Spannung → Verarmungszonen 5-50 μm dick - Photon in Verarmungszone → Photoelektron → sekundäre Elektronen + Löcher - Isolator: Ladungen bleiben in Potentialtöpfen gefangen - sequentielle Beschaltung → schrittweiser Transport (Eimerkettenprinzip) - Ausleseregister: Verstärker und AD-Wandler ausgelesen |
| Pixel & Speicher | - Auslesung 30 ms- 60s: offener Chip → zusätzliches Signal (Streifen, helle Strahlen) - Chipgrößen: 1024 x 1024 imaging 256 x 4096 Spektroskopie - Pixelgröße: o VIS: 6-8 μm o XR/UV: 20-50 μm |
| Back-thinned CCDs | - Beleuchtung von Hinterseite (sehr dünn hinter Verarmungszone: Rekombination) - 10 μm dick - sehr dünne homogene Elektrode - dotierte Totschicht |
| Back-thinned CCDs Vorteile | - Effizienz - Regelmäßige Auskopplung und höhere Quanteneffizienz - Einfaches Ankoppeln Faseroptik |
| Back-thinned CCDs Intensitätsdetektor | - 0.5-100 nm: harte Strahlung - Quanteneffizienz: Wie viel % aller einfallenden Photonen detektiert - Detektionseffizienz: Wie viele e- pro Photon erzeugt (Material,Reinheit) - Verstärkung: Wie viele counts im digitalen Bild pro Elektron (j≈0.05-0.5 Counts/Elektron) - Kühlung -40 °C: Rauschen 2-5 counts: fast Einzelphotonennachweis |
| deep depletion CCDs | - Histogramm-Auswertung: Wie viele Pixel, welche Anzahl von Counts - Fano-Statistik, HXR → wenige Spektrallinien |
| deep depletion CCDs Effizienz | η_QE≈1-e^(-α_p (E)dp): tiefe Verarmungsschicht Lateralausdehnung: 30 μm (Standard 6-8 μm) Problem: schnelle primäre Elektron können kleine Pixel leicht verlassen → Teil der Ladung in Nachbarpixeln oder feldfreier Zwischenraum |
| deep depletion CCDs Eigenschaften | - Detektionsbereich bis 30 keV - Spezial-Chips: 20-150 keV → Quanteneffizienz bis 80 % - Verarmungszonen 50 μm dick, Pixel 100 μm Seitenlänge |
| andere wissenschaftliche CCDs | VUV-enhanced CCD: iCCD (intensiviert): EMCCD (electron multiplier): |
| VUV-enhanced CCD | - VIS → Fluoreszenzschicht für harte Strahlung - fest aufgebrachte Schicht für bestimmte Spektralbereich → Schichtwechsel möglich |
| iCCD (intensiviert) | - vorgeschalteter MCP (nicht max. Verstärkung für minimales Rauschen) - Photokathode: spektrale Effizienz definiert Spektralbereich - Kurzzeitbelichtung - größere Helligkeitsdynamik |
| EMCCD (electron multiplier): | - Potenzial beim Auslesen so geschaltet → Elektronen immer wieder stark beschleunigt - Stoßionisation: neue Ladungsträger → gleiche Pixel ausgelesen (g=1-10000) - Vergrößerung dynamischer Bereich hin zu kleineren Intensitäten |
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