DESY(德國電子加速器)的光子科學探測器小組負責為漢堡的光子源開發和部署新的探測器:PETRA III;FLASH和歐洲XFEL。由于源的性質不同以及光子能量的跨度大,因此開發了不同的系統。歐洲X射線自由電子激光(Eu.XFEL)帶來了最嚴峻的挑戰,它具有極高的峰值強度和4.5 MHz的重復頻率。從一開始就很明顯,只有定制設計的系統才能應對這些挑戰。自適應增益積分檢測器(AGIPD)系統是Eu.XFEL的三個項目之一。在該系統中,每個像素都可以完全自動地自動將其增益調整為適應脈沖期間的輸入信號強度,并同時為弱信號提供低噪聲性能,可以區分單個光子和高動態范圍以獲得強信號。除了較大的動態范圍外,AGIPD系統還提供高達6.5 MHz的高速成像。第一個系統已交付并安裝在Eu.XFEL上,并于2017年秋季成功用于首次用戶實驗。將簡要介紹其性能。
像FLASH這樣的低能耗FEL帶來了另一個挑戰。為了能夠可靠地檢測低至250 eV的光子,開發了一種基于背照式CMOS成像器的系統。該系統PERCIVAL具有不同的自適應增益結構,可提供單光子靈敏度以及較大的動態范圍。將介紹使用第一個200萬像素單片傳感器獲得的結果。
在接下來的十年中,PETRA存儲環將升級為衍射受限光源,而歐洲XFEL將通過CW模式操作進行擴展。盡管光源的最終參數尚未確定,但很顯然,從探測器的角度來看,這兩個光源正變得越來越相似。因此,我們已經啟動了高速成像儀的開發計劃。將介紹和討論設計目標以及實現的首要思想。