近日,鑫图光电联合中国科学院高能物理研究所、中国工程物理研究院激光聚变研究中心等科研单位,分别在高能同步辐射光源(HEPS)通用环境谱学线站(BM44,Tender X-ray Beamline)和北京正负电子对撞机同步辐射光源软 X 光实验站(4B7A、4B7B),开展自主研发的 Dhyana XF95 软 X 射线相机性能测试,完成 100 eV–10 keV 能量范围全谱段响应曲线实测工作,取得实质性进展。这项工作为研发人员指明了努力的方向,同时为用户了解产品和定量测量提供了重要依据。
图 1 项目测试现场。中国工程物理研究院易荣清研究员、车兴森高级工程师,高能物理研究所郑雷研究员、刘树虎副研究员、唐坤高级工程师共同参与本次实测。
据了解,这是国内首家科学相机企业完成完整量子效率(QE)曲线实测验证,特别针对 6-10 keV 高能波段,该能段是同步辐射实验、材料科学、天体物理等领域的重要工作能区,对X射线探测器的性能提出了较高要求。本次标定工作需要解决链路校准、系统误差控制等技术问题,为国内在该能段的探测器性能验证积累了实践经验。
图2: 搭载Dhyana XF95的测试系统
6-10 keV 标定的技术挑战
6-10 keV 高能波段的量子效率标定工作对探测器性能和实验条件提出了较高要求:
·抗辐照能力 — 高能X射线对探测器材料的辐照损伤风险较高,需要相机具备良好的抗辐照性能。
·动态范围— 该能段的光子能量高,要求探测器具有足够的动态范围来准确测量不同强度的X射线信号。
·光源稳定性 — 同步辐射光源在该能段的束流稳定性和能量精度直接影响标定结果的可靠性。
·标定链路溯源— 需要建立完整的测量链路校准体系,确保数据的准确性和可溯源性。
此前,6-10 keV 能区的量子效率数据主要依赖于理论计算和外推估算。理论模型虽然可以提供参考,但在实际应用中,理论预测值与实际测量值之间往往存在一定偏差,这种偏差在精密测量实验中可能引入系统误差。
鑫图光电联合合作单位,首次完成 6-10 keV 高能波段的实测标定工作,填补了国内该能段量子效率曲线实测数据的空白。本次实验不仅验证了理论模型的准确性,量化了理论值与实测值的差异,更产出了高精度、高可靠性的量子效率数据,为 X 射线相关科研工作提供了关键数据支撑,助力提升下游实验数据的准确度。
6-10 keV 核心能段应用领域
6-10 keV 高能X射线波段在多个前沿科学研究领域具有重要应用价值:
·同步辐射实验 — 该能段适用于材料穿透成像、高分辨衍射分析,覆盖多种材料元素的K吸收边(如Fe、Co、Ni、Cu等),在材料结构表征和X射线吸收谱(XAS)测量中应用广泛。
·天体物理观测 — 黑洞、中子星、超新星等天体物理现象在该能段产生显著信号,精确的探测器响应特性是获取可靠观测数据的基础。
·材料科学研究 — 航空航天材料、功能材料的内部结构分析需要高能X射线的穿透能力,准确的能量响应数据对定量分析至关重要。
鑫图光电认为:提供高质量产品的同时,也需要为科研用户解决实际问题。为保障本次高能波段实测标定工作顺利推进,公司组建专业技术团队,与合作单位科研人员密切协作,统筹协调同步辐射光源测试时段,不仅完成标定实验,更建立起完整的数据溯源体系。项目全程投入大量资源,支撑方法研发、设备调试、数据采集及分析验证等关键环节;依托在X射线相机技术与标定方法领域的长期积累,成功攻克链路校准、系统误差控制等核心技术难题。
图3:鑫图项目成员在系统调试现场
鑫图光电的目标不仅是提供科学相机产品,更希望为科研工作提供有价值的技术支持:
·提供实测数据 — 为 Dhyana XF95 和 Dhyana XF6060 两款相机用户提供经过实测验证的 6-10 keV 量子效率曲线,替代单纯的理论估算数据。为该能区X射线实验提供响应数据参考。
·提升测量可靠性 — 帮助科研用户减少系统误差,提高该能段实验数据的准确性。
·支持标定体系建设 — 为国内高能X射线探测器标定方法的发展积累实践经验。
·产品性能验证 — 通过实测验证了鑫图 Dhyana XF95 和 Dhyana XF6060 软X射线相机在 6-10 keV 能段的实际响应性能,为同步辐射、材料科学、天体物理等领域用户提供了性能参考。
鑫图光电销售总监吴燕春表示:
“我们很高兴能够联合国内科研单位共同完成 6-10 keV 这一高能波段的标定工作。这项工作让我们更加明确了鑫图光电的使命定位:我们不仅是探测器供应商,更是科学仪器系统集成的技术伙伴。
从背照式传感器的芯片级性能挖掘,到相机系统的工程化设计,再到科学仪器的终端适配,直至科研实验系统的整体优化——我们致力于打通X射线探测技术的完整创新链条。本次实测标定为用户提供的不仅是一组量子效率数据,更是从底层器件到系统应用的全链路性能保障。我们希望通过这样的工作,为X射线前沿核心装备提供系统级信号链路误差控制的实测参考依据。
鑫图科学相机让系统从‘看得见’到‘测得准’,推动国产科学仪器从‘理论估算’到‘精准实测’、从‘单点突破’到‘全链路集成’的跨越,真正助力基础科研与高端产业的国产化升级突破。”
未来,鑫图光电将继续秉持"为用户创造价值、为科学提供支持"的理念,在科学相机领域持续投入。公司将保持与国内科研机构的合作,通过工程化验证、方法完善与实验条件优化,推动科学成像技术在科研任务中的应用。
25/12/15