Rigaku xPIN計量探測器是一種基于PIN二極管的EUV / X射線探測器，具有緊湊靈活的設(shè)計，是實驗室光源強度監(jiān)測和光學(xué)對準(zhǔn)的理想工具。適用于從實驗室設(shè)備的校準(zhǔn)和測試到光源強度的長期精確監(jiān)測等各種應(yīng)用，是任何EUV/X射線實驗室不可缺少的理想專業(yè)工具。

如圖1所示，該探測器可用作手持式監(jiān)視器或固定在光學(xué)臺上，探測器有自己的長壽命內(nèi)部電池，充電或供電操作可以通過標(biāo)準(zhǔn)USB電纜從任何USB設(shè)備；當(dāng)連接到PC時，USB電纜也用于數(shù)據(jù)傳輸。多種類型的二極管可選使得Rigaku xPIN能夠用于廣泛的能量范圍，涵蓋EUV到x射線輻射，如圖2所示。

EUV版本的Rigaku xPIN裝載了OPTO DIODE生產(chǎn)的AXUV或SXUV系列二極管，從NIR到軟X射線波段有非常高的量子效率和響應(yīng)度，如圖3所示。AXUV和SXUV系列與傳統(tǒng)的二極管相比，表現(xiàn)出非常低的暗噪聲，優(yōu)異的量子效率、穩(wěn)定性、空間均勻性，大動態(tài)范圍，以及超高真空兼容。

由于這些獨特的性能，它們已經(jīng)成功應(yīng)用于SOHO、GOES等太空望遠(yuǎn)鏡，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的環(huán)形加速器實驗，世界各地的同步輻射和聚變研究實驗室。同樣也被廣泛用于EUV光刻、軟x射線顯微鏡、XUV光譜和等離子體診斷研究。AXUV表面帶有6-8 nm的SiO2鈍化層，對于UV / EUV的響應(yīng)度較高，但SiO2鈍化層在接受高達(dá)幾個Grad輻照劑量后，SiO2出現(xiàn)輻照缺陷，會發(fā)生表面復(fù)合現(xiàn)象，導(dǎo)致響應(yīng)度略微下降。而SXUV系列則是專為同步輻射和準(zhǔn)分子激光器等高通量水平的應(yīng)用檢測而開發(fā)的，表面采用金屬硅化物，輻照硬度更強，更適合脈沖輻射檢測，尤其是在脈沖光能量密度高于0.1μJ/cm2時，但在UV / EUV附近的響應(yīng)度會低于AXUV系列。

Rigaku xPIN的一般在光伏模式下工作，具有極低的暗電流和良好的溫度穩(wěn)定性，也可以在光導(dǎo)模式下工作，拓展量程從200nA到20μA。讀出單元采用科學(xué)級數(shù)字直流nA表，分辨率達(dá)1pA。并且集成sigma-delta ADC，能以每秒10次的采樣頻率輸出和顯示光電流。Rigaku xPIN還可以添加內(nèi)嵌的脈沖整形器來實現(xiàn)重頻大于100Hz的脈沖光測量，可以通過測量到的平均光電流、響應(yīng)度和已知的脈沖重頻，反推到單發(fā)脈沖的功率。

在計量實驗中，通常需要標(biāo)定二極管的響應(yīng)度。Rigaku xPIN能為有度量需求的客戶提供PTB同步輻射的標(biāo)定服務(wù)，如圖4所示，為搭載SXUV100DS的Rigaku xPIN在PTB的13.5nm光下標(biāo)定的響應(yīng)度，并對整個探測靶面進(jìn)行mapping。

當(dāng)特定光子能量下的響應(yīng)度被精確標(biāo)定后，輸入該能量的單能光子，可以得到度量后的平均輸入功率和光子數(shù)。在輸入二極管類型、指定能量、響應(yīng)度、光源重頻后，Rigaku xPIN的操作軟件可以實時顯示并記錄平均光電流、平均光通量或單發(fā)光通量，如圖5所示。

此外，靈活的定制能力為用戶提供更便利的安裝方式。Rigaku xPIN可在二極管前端集成可更換的濾片，如200nm的Zr濾片等，當(dāng)濾片損壞或污染，可以快速更換。真空法蘭可搭配CF或KF法蘭，利用真空內(nèi)線纜連接二極管，也可以將二極管固定在真空法蘭上，如圖6所示。

裝載XR50-OS或XR100-OS二極管的Rigaku xPIN可用于實驗室X射線光源的強度監(jiān)測和光學(xué)對準(zhǔn)，包括常規(guī)的Cu靶、Mo靶X射線光管或液態(tài)金屬流光源。XR50-OS二極管具有300μm硅傳感器厚度，在6~8keV附近有最高的響應(yīng)度，大約為0.25A/W。柏林工業(yè)大學(xué)的研究人員在微區(qū)XRF實驗中，使用了Rigaku xPIN進(jìn)行光學(xué)對準(zhǔn)。如圖7所示，在液態(tài)金屬流光源前放置一個聚焦型多毛細(xì)管透鏡，在激發(fā)端90度處放置SDD探測器，在激發(fā)端和探測端45度的位置放置樣品。

將Rigaku xPIN放置在多毛細(xì)透鏡后面，通過實時監(jiān)測Rigaku xPIN上的光電流變化，可實現(xiàn)系統(tǒng)光學(xué)對準(zhǔn)以及測量過程中的對準(zhǔn)控制。

Rigaku Innovative Technologies Europe s.r.o. (下簡稱“RITE”)于2008年在捷克首都布拉格成立 ，配有多個專業(yè)的X射線實驗室，RITE前身卻在業(yè)內(nèi)有著超過50年的發(fā)展歷史。團(tuán)隊創(chuàng)始成員來自捷克科學(xué)院和捷克理工大學(xué)，參與了多項（原）捷克斯洛伐克空間探測項目，是目前捷克X射線光學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先研究學(xué)者。憑借自身在X射線、極紫外光學(xué)領(lǐng)域多年的積累，RITE秉承著開放合作的理念，向全球的工業(yè)客戶、實驗室科研用戶提供標(biāo)準(zhǔn)或定制型 EUV/X-RAY光學(xué)鏡片和高分辨X射線相機等。

北京眾星聯(lián)恒科技有限公司作為捷克RITE公司中國區(qū)授權(quán)總代理商，為中國客戶提供RITE所有產(chǎn)品的售前咨詢，銷售及售后服務(wù)。我司始終致力于為廣大科研用戶提供專業(yè)的EUV、X射線產(chǎn)品及解決方案。如果您有任何問題，歡迎聯(lián)系我們進(jìn)行交流和探討。

1. Bauer L J, Gnewkow R, F?rste F, et al. Increasing the sensitivity of micro X-ray fluorescence spectroscopy through an optimized adaptation of polycapillary lenses to a liquid metal jet source. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2021, 36(11): 2519-2527.

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