PILATUS3系列x射线探测器进一步提高了现有的PILATUS x射线探测器的标准。PILATUS3探测器基于改进的CMOS读出ASIC，具有更短的读出时间。它们配备了DECTRIS即时重新触发技术(正在申请专利)，可以用于未来的碲化镉(CdTe)传感器，这是硅传感器的潜在替代品，将大大优化在高x射线能量下的量子效率。
即时重触发技术，便于高度精确的计数率校正和非瘫痪计数。诸如改进的像素均匀性、计数器溢出处理和减少串扰等改进使PILATUS3探测器提供高速率计数性能。增加的帧速率可以实现与减少的读出时间。
PILATUS3 x射线探测器的主要优点
PILATUS x射线探测器的主要优点如下:
- DECTRIS即时重触发技术的非瘫痪计数
- 最高的局部和全局计数率
- 减少读取时间和增加帧率
- 与未来用于高能应用的CdTe传感器的兼容性
- 高度准确的计数率校正最高的数据质量在高计数率
即时再触发器技术
作为一种光子计数成像技术，瞬时重触发技术结合可调死区时间实现非瘫痪计数，提高了高速率计数性能。在传统的单光子计数x射线探测器中，由光子撞击产生的电荷脉冲由数字电路进行计数。这种类型的探测器面临的问题是，同时产生的脉冲被堆积，从而导致光子计数的损失。在高光子通量时，脉冲堆积对观测计数率的影响是显著的，导致计数电路完全瘫痪。
在PILATUS单光子计数混合像元x射线探测器中，采用计数率校正的方法消除了高计数率下的计数损失。但是，计数器瘫痪限制了最大可用计数率。瞬时重触发技术在每次计数后的预定死时间间隔后重新评估脉冲信号。在脉冲堆积的情况下，瞬时重触发技术可以重触发计数电路。相应的死时间间隔是可调的，等于一个单光子脉冲的宽度。这将导致不可瘫痪计数，并支持增强计数率校正，以便在高计数率下实现增强的数据质量。
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图1所示。说明即时重触发技术的信号波形。图片来源:Dectris Ltd。
图1给出了即时重触发技术的原理。第一幅图像显示了由撞击光子产生的信号脉冲和用于单光子计数的有效鉴别器阈值水平。脉冲信号包括一个单脉冲链、两个脉冲叠加和多个脉冲叠加。第二幅图显示了触发计数电路的各自数字鉴别器输出信号。第三幅图像表示由常规单光子计数x射线探测器记录的相应计数，揭示了当脉冲堆积和随后的瘫痪时光子计数的损失。
第四幅图显示了配备即时重触发技术的单光子计数x射线探测器所产生的相应死区时间发生器输出信号。这里，每当注册一个计数时，就会启动一个预先设定的死时间间隔。最后的图像代表了被登记的各个计数，包括计数电路在每次计数后的死时间间隔后可能的重新触发。这一数据揭示了在脉冲堆积过程中更精确的计数，计数是不可瘫痪的。
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提高了高速率计数性能
与早期的PILATUS x射线探测器相比，PILATUS3 x射线探测器由于CMOS读出ASIC的改进，提供了改进的高速率计数性能，包括用于非瘫痪计数的即时重触发技术。非瘫痪计数是提高高速率计数性能的基础。此外，计数器溢出处理的实现允许确定传入的光子率无误。为了在整个模块上实现更好的计数率均匀性，提供了增强的像素均匀性。这种新设计的其他优点包括更好的稳定性、减少串扰以及更高的局部和全局计数率。
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图2。与先前的PILATUS x射线探测器相比，具有DECTRIS即时重触发技术的PILATUS3 x射线探测器的典型计数率特征。图片来源:Dectris Ltd。
图2显示了配备DECTRIS即时重触发技术的PILATUS3 x射线探测器与之前的PILATUS x射线探测器的典型计数率特征的比较。PILATUS3 x射线探测器不仅大大提高了计数率的能力，而且涉及计数率校正的更精确应用。这将导致更好的数据质量，速率超过107每秒钟一个像素的光子数。对于全局计数率没有任何限制，新设计可以处理超过3 x 10的全局计数率8光子每秒和毫米2．
兼容CdTe传感器
通过选择性处理反极性传感器信号，PILATUS3 x射线探测器可用于未来的CdTe传感器。碲化镉传感器在高能应用中具有替代硅传感器的潜力。
读出时间短
PILATUS3 x射线探测器的读出时间小于1 ms，帧率高达100-500 Hz。
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