CCD型软X射线探测器能量分辨率提高方法研究

摘要

探测器能量分辨率是影响软X射线(波长范围为0.1–10nm)探测器能谱测量效果的最主要因素,分辨率越高,元素谱线越容易与临近能量的元素谱线相区分。但由于CCD本身存在电荷扩散、电荷转移损失以及噪声等缺陷,器件的能量分辨率降低,谱峰变为非高斯型,导致能量相近的软X射线能谱发生重叠,严重影响后续的解谱工作。针对这些问题,文章首先对CCD型软X射线探测器成像过程(光电转换过程、电荷收集过程以及电荷转移过程)进行建模,仿真分析了CCD型软X射线探测器能量分辨率降低的原因,提出一种能量分辨率提高方法。仿真及实验结果表明,电荷收集以及电荷转移两阶段是降低CCD能量分辨率的主要原因;采用针对这两阶段的修正方法对能谱进行校正后,谱峰明显,呈高斯型,提高了能量分辨率,校正后能谱半高宽达到184eV(在5.9keV),能量分辨率为3.12%(在5.9keV),提高4%,表明这种提高方法可有效应用到基于CCD的软X射线能谱标定以及解谱工作。