【X射线探测器】劳厄相机的物理原理，您知道吗？

深入理解劳厄相机

劳厄相机是Photonic Science公司的核心产品之一。

劳厄技术基本原理

劳厄技术基于反射几何学，将复色的弱X射线激发源穿过探测器打到样品上，样品反射X射线束，形成一组衍射点并直接记录在探测器上。衍射图形的参数对于每一个晶体都是特定的，可用于材料分析和物理生长过程分析，切割具有电光特性的晶体。

中心轴校准后的蓝宝石样品劳厄斑点

劳厄衍射到底是什么？

如果我们深入研究一下劳厄相机的物理原理，可以发现实际上是X射线与单晶或者合金上的电子云相互作用。如果反射光满足布拉格定律，就会被记录在劳厄探测器上，这是一个相对来说简单的公式，它允许你根据晶体的特定方向来定位这些点。

布拉格定律：当X射线束的入射角满足晶面间X射线路径长度的差值为波长的整数倍时，就会发生相长干涉，产生衍射光束

劳厄系统的主要构架是什么？

PSEL劳厄系包含高亮度微区X射线源，低噪声、大面积X射线探测器，以及手动或电动位移台用于放置样品。之前的劳厄相机多采用2kWX射线源，这需要配备复杂的冷却装置和耗电设备，PSEL公司的劳厄系统选用25瓦X射线激发源，有效解决上述问题。

可以简单介绍一下劳厄系统吗？

PSEL公司的劳厄相机选用更小的X射线激发光源激发样品，可检测亚毫米级的样品。结合大面积、高分辨率探测器，我们可以将定向精度降到0.05°。PSEL公司的劳厄系统的结构设计满足晶片、大型铸锭以及涡轮合金等更大的部件使用需求。

PSEL公司的劳厄相机和市场上的其他相机还有什么不同？

PSEL公司的劳厄相机的X射线激发源的光束尺寸远小于市场上的其他相机，因此可以用于分析晶粒的结构/方向。该系统可以自动获取多达10000个大型多晶样品的取向测量，在太阳能电池方面，有助于了解晶粒取向对电池效率的影响。

为什么要选用PSEL劳厄相机配件？

PSEL劳厄相机可以根据客户的环境和要求定制。可提供系统解决方案，例如：样品架、角度计、扫描台等，方便用户在转移到合适的切割工具前，对晶体进行常规校准。

探测器材料如CdTe，GaAs，微电子基片如GaN，压电材料和硅片切割可实现批次自动测量。PSEL劳厄相机提供的样品架可通过软件一次性采集多达100个样品。PSEL劳厄相机可容纳10-100kg样品，可用于激光材料，大体积蓝宝石等样品检测。PSEL劳厄相机配置多点扫描程序的高精密位移台，可以实现对氮化铝等薄膜方向的控制。

PSEL 劳厄单晶取向测试系统

背散射劳厄测试系统，实时确定晶体方向，精度高达0.1 度；

PSEL软件定向误差低至0.05 度；

多晶硅片二维定向 mapping；

大批量样品筛选；

超20kg 重负荷样品定位；

超大行程样品台可选，用于“燃机叶片”等测试；

工厂接收客户需求定制；

水平放置系统

垂直放置系统

配备 PSEL CCD 背反射劳厄 X-RAY 探测器：

有效输入探测面约：155*105 mm；

最小输入有效像素尺寸 83um，1867*1265 像素阵列；

可选曝光时间从 1ms 到 35 分钟；

芯片上像素叠加允许以牺牲分辨率为代价增强灵敏度；

自动背景扣除模式；

16 位高精度采集模式；

12 位快速预览模式 ；

PSEL 劳厄影像采集处理专业软件；

劳厄影像校准软件：

自动检测衍射斑点，并根据参考晶体计算斑点位置；

根据测角仪和晶体轴自动计算定向误差 ( 不需要手动拟合扭曲 的图形 )

以 CSV 格式保存角度测量值，以进一步保证质量的可追溯性；

顶部到底部的终端用户菜单，允许资深结晶学用户自行逐步确 认定位程序；

基于 Python 的软件，允许使用套接字命令对现有软件 / 系统进 行远程访问控制；

系统附件包括：

劳厄 X-RAY 探测器；

劳厄校准软件 ；

高亮度 X-RAY 发生器 ；

电动 / 手动 角位移台 & 高精度位移台；

样本定位 / 视频监控 摄像头；

激光距离传感器 / 操纵杆；

应用方向：

探测器材料：HgCdTe/CdTe, InGaAs, InSb;

窗口玻璃材料 & 压电 / 铁电陶瓷：Al2O3,  Quantz，LiNbO3；

金属合金：钨，钼，镍基合金；

激光晶体材料：YAG, KTP, GaAs；

薄膜 / 半导体基地材料：AIN, InP SiC;

燃气轮机叶片；硅基，镍合金；

磁性 & 超导材料 : BCO/BSCCO/ HBCCO, FeSe， NbSn/NbTi ；

闪烁体材料：BGO/LYSO, CdWO4,  BaF2/CaF2;