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探测器分辨率

Si(Li)探测器在5.9 keV能量下的典型分辨率约为140 eV,这只是半导体探测器质量的一个指标。在分析方法中,最大计数率或背景存在等特性可能更为重要。

Si PIN 探测器的分辨率在 165 – 220 eV 范围内。而对于 SDD 探测器,FWHM 小于 150 eV。值得注意的是,探测器分辨率很大程度上取决于探测器脉冲处理器的相应设置。

图 1. 用 Si(Li)探测器获得的 Mn 的 K 系列光谱。
 
图 1. 用 Si(Li)探测器获得的 Mn 的 K 系列光谱。
对于 5.9 keV 的能量,Si(Li) 探测器的典型分辨率可以优于 140 eV。然而,这只是半导体探测器质量、最大计数率或背景存在的一个指标 - 这些方面在分析方法中可能更为重要。珀尔帖冷却 Si PIN 探测器的分辨率在 165 - 220 eV 范围内。而对于 SDD 探测器,FWHM < 150 eV。值得注意的是,探测器的分辨率在很大程度上取决于探测器脉冲处理器的适当设置。
忽略X射线谱线的自然宽度,半导体探测器的能量分辨率取决于两个独立因素。其中一个因素是探测器本身的设计特性,另一个取决于谱仪中使用的脉冲处理系统。
测量到的 X 射线 FWHM 是探测器贡献与电脉冲处理系统相关贡献之和的平方根:

2222%20-%20

探测器组件由二极管体积中电荷形成过程的统计数据决定。入射光子产生的电子-空穴对的平均数量可以计算为总光子能量除以形成一个电子-空穴对所需的平均能量。如果此过程中的波动受泊松统计控制,则标准偏差可以计算为

44444

在半导体器件中,能量损失过程的细节是,单个事件并非严格独立,并且偏离泊松统计。这种偏离统计可以用法诺因子来解释

55555

服用:

666

我们得到:

7777

其中 ε 是形成自由电子-空穴对所需的平均能量,E 是入射光子能量,F 是法诺因子,因子 2.35 表示 FWHM 与泊松统计的标准偏差。探测器对光谱仪分辨率的贡献(通常称为色散)的特征值约为 120。
 
为了比较,表中给出了各种探测器特性的值
探测器分辨率
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