Модернизация детекторов STXM и птихографии: замена ПЗС-матриц на sCMOS в Канадском источнике синхротронного излучения |

«Ранее мы были ограничены использованием ПЗС-камер, для сбора и передачи данных в нашей высокопроизводительной системе требовалось несколько секунд. С Dhyana 95 V2 этот процесс выполняется за миллисекунды с сопоставимой квантовой эффективностью».

— Цзянь Ван, Канадский источник синхротронного излучения

Цели группового исследования

Канадский источник синхротронного излучения (Canadian Light Source) — это национальный центр синхротронного излучения Канады, расположенный в Университете Саскачевана. Линия спектромикроскопии (SM) производит яркие, перестраиваемые мягкие рентгеновские лучи для поддержки фундаментальных и прикладных исследований в области здравоохранения, материаловедения и экологии для исследовательских групп в Канаде и по всему миру, использующих сканирующую просвечивающую рентгеновскую микроскопию (STXM), X-PEEM и другие методы.

Доктор Цзянь Ван — старший научный сотрудник, ответственный за линию синхротронного излучения SM.

Оборудование и эксперимент

Группа использует сканирующую просвечивающую рентгеновскую микроскопию (STXM) как в обычных, так и в криогенных условиях.

В режиме STXM при комнатной температуре с использованием режима высокого динамического диапазона (HDR) телескопа Dhyana 95 V2 они могут регистрировать электронные ямы, непосредственно генерируемые мягким рентгеновским излучением, с энергией до 80 кэВ в 16-битном режиме, что обеспечивает большой динамический диапазон, а жидкостное охлаждение гарантирует минимальный фоновый шум.

Датчик регистрирует дифрагированные мягкие рентгеновские лучи в перекрывающемся растровом изображении проекции зонной пластины в процессе, известном как птихография, — режиме сканирования когерентной дифракционной визуализации (КДИ). Данные дифракционного изображения передаются и подвергаются обратному преобразованию Фурье для восстановления изображений в реальном пространстве с разрешением 5,6 нм: более чем в 7 раз улучшенное по сравнению с традиционными методами нанозондов на основе STXM (40 нм).

Эти приборы позволяют использовать 2D и 3D спектроптихографию для пространственно-разрешенных исследований наноразмерной морфологии в материаловении, науках об окружающей среде и смежных областях.

Группа также использует собственное программное обеспечение на основе Python для сбора данных и реконструкции птихографических данных в высокопроизводительном конвейере.

Опыт работы в Тусене

«Цена и качество камеры впечатляют. Я ожидал бы такого качества sCMOS-матрицы примерно за 50 000 долларов, но мы заплатили гораздо меньше».

Настройка камеры прошла очень просто, и мы получили отличную техническую поддержку от компании Tucsen как по аппаратной части, так и по внедрению пользовательского программного обеспечения. Мы также планируем модернизировать наши другие системы, чтобы использовать Dhyana».

– Цзянь Ван, CLS