近日，鑫圖光電聯(lián)合中國科學(xué)院高能物理研究所、中國工程物理研究院激光聚變研究中心等科研單位，分別在高能同步輻射光源（HEPS）通用環(huán)境譜學(xué)線站（BM44，Tender X-ray Beamline）和北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)同步輻射光源軟 X 光實(shí)驗(yàn)站（4B7A、4B7B），開展自主研發(fā)的Dhyana XF95 軟 X 射線相機(jī)性能測(cè)試，完成 100 eV–10 keV 能量范圍全譜段響應(yīng)曲線實(shí)測(cè)工作，取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

圖 1 項(xiàng)目測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)。中國工程物理研究院易榮清研究員、車興森高級(jí)工程師，高能物理研究所鄭雷研究員、劉樹虎副研究員、唐坤高級(jí)工程師共同參與本次實(shí)測(cè)。

據(jù)悉，這是國內(nèi)科學(xué)相機(jī)企業(yè)首次完成完整的量子效率（QE）曲線實(shí)測(cè)驗(yàn)證，其中對(duì)6-10 keV高能波段的測(cè)試尤為關(guān)鍵。該能段是同步輻射、材料科學(xué)及天體物理等領(lǐng)域的重要工作區(qū)間，對(duì)探測(cè)器的性能有特定要求。

6-10 keV標(biāo)定的技術(shù)挑戰(zhàn)

在6-10 keV高能波段進(jìn)行量子效率標(biāo)定，對(duì)探測(cè)器性能及實(shí)驗(yàn)條件存在以下嚴(yán)格要求：

抗輻照能力— 高能X射線可能對(duì)探測(cè)器材料造成輻照損傷，要求相機(jī)具備相應(yīng)的抗輻照性能。

動(dòng)態(tài)范圍 — 該能段的光子能量高，要求探測(cè)器具有足夠的動(dòng)態(tài)范圍來準(zhǔn)確測(cè)量不同強(qiáng)度的X射線信號(hào)。

光源穩(wěn)定性— 同步輻射光源在該能段的束流穩(wěn)定性和能量精度直接影響標(biāo)定結(jié)果的可靠性。

標(biāo)定鏈路溯源— 需要建立完整的測(cè)量鏈路校準(zhǔn)體系，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可溯源性。

本次標(biāo)定工作需要解決鏈路校準(zhǔn)、系統(tǒng)誤差控制等技術(shù)問題，為國內(nèi)在該能段的探測(cè)器性能驗(yàn)證積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

圖2： 搭載Dhyana XF95的測(cè)試系統(tǒng)

以往，6-10 keV能區(qū)的量子效率數(shù)據(jù)多依賴于理論計(jì)算或外推估算。理論模型雖可提供參考，但在實(shí)際應(yīng)用中，理論預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間可能存在偏差，這在精密測(cè)量中可能引入系統(tǒng)誤差。

鑫圖光電與協(xié)作單位共同完成了6-10 keV高能波段的實(shí)測(cè)標(biāo)定，獲得了該能段的量子效率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。本次實(shí)驗(yàn)對(duì)理論模型進(jìn)行了驗(yàn)證，量化了理論值與實(shí)測(cè)值的差異，所獲數(shù)據(jù)可為X射線相關(guān)科研工作提供更直接的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。

6-10 keV核心能段應(yīng)用領(lǐng)域

6-10 keV 高能X射線波段在多個(gè)前沿科學(xué)研究領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值：

· 同步輻射實(shí)驗(yàn)— 適用于材料穿透成像、高分辨衍射分析，覆蓋多種材料元素的K吸收邊（如Fe、Co、Ni、Cu等），在材料結(jié)構(gòu)表征和X射線吸收譜（XAS）測(cè)量中應(yīng)用廣泛。

· 天體物理觀測(cè)— 黑洞、中子星、超新星等天體物理現(xiàn)象在該能段產(chǎn)生顯著信號(hào)，精確的探測(cè)器響應(yīng)特性是獲取可靠觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

· 材料科學(xué)研究— 航空航天材料、功能材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析需要高能X射線的穿透能力，準(zhǔn)確的能量響應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)定量分析至關(guān)重要。

· 生命科學(xué)成像— 高能X射線斷層成像技術(shù)可在無損條件下進(jìn)行高分辨結(jié)構(gòu)分析，為生命科學(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)手段。

為確保本次高能波段標(biāo)定工作順利進(jìn)行，鑫圖光電組建了技術(shù)團(tuán)隊(duì)，與合作單位科研人員協(xié)同，統(tǒng)籌同步輻射光源測(cè)試時(shí)段，完成標(biāo)定實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)溯源體系的建立。項(xiàng)目投入資源進(jìn)行了方法研發(fā)、設(shè)備調(diào)試、數(shù)據(jù)采集與分析驗(yàn)證等工作，在X射線相機(jī)技術(shù)與標(biāo)定方法方面積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，成功攻克鏈路校準(zhǔn)、系統(tǒng)誤差控制等核心技術(shù)難題。

圖3：鑫圖項(xiàng)目成員在系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)

鑫圖光電的目標(biāo)不僅是提供科學(xué)相機(jī)產(chǎn)品，更希望為科研工作提供有價(jià)值的技術(shù)支持：

· 提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)— 為 Dhyana XF95 和 Dhyana XF6060 兩款相機(jī)用戶提供經(jīng)過實(shí)測(cè)驗(yàn)證的 6-10 keV 量子效率曲線，替代單純的理論估算數(shù)據(jù)。為該能區(qū)X射線實(shí)驗(yàn)提供響應(yīng)數(shù)據(jù)參考。

· 提升測(cè)量可靠性— 幫助科研用戶減少系統(tǒng)誤差，提高該能段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

· 支持標(biāo)定體系建設(shè)— 為國內(nèi)高能X射線探測(cè)器標(biāo)定方法的發(fā)展積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

· 產(chǎn)品性能驗(yàn)證— 通過實(shí)測(cè)驗(yàn)證了鑫圖 Dhyana XF95 和 Dhyana XF6060 軟X射線相機(jī)在 6-10 keV 能段的實(shí)際響應(yīng)性能，為同步輻射、材料科學(xué)、天體物理等領(lǐng)域用戶提供了性能參考。

鑫圖光電銷售總監(jiān)吳燕春表示：

“我們很高興能夠聯(lián)合國內(nèi)科研單位共同完成 6-10 keV 這一高能波段的標(biāo)定工作。這項(xiàng)工作讓我們更加明確了鑫圖光電的使命定位：我們不僅是探測(cè)器供應(yīng)商，更是科學(xué)儀器系統(tǒng)集成的技術(shù)伙伴。

未來，鑫圖光電將繼續(xù)在科學(xué)相機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行投入，保持與國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)的合作，通過工程化驗(yàn)證、方法完善與實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化，推動(dòng)科學(xué)成像技術(shù)在科研任務(wù)中的應(yīng)用。

以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支持科學(xué)研究，以技術(shù)服務(wù)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步。

關(guān)于鑫圖光電

國內(nèi)科學(xué)級(jí)相機(jī)研發(fā)制造企業(yè)，專注于為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用提供成像解決方案。公司產(chǎn)品應(yīng)用于同步輻射、天體物理、生命科學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域，致力于為科研用戶提供高性能探測(cè)器及相關(guān)技術(shù)支持。