European XFEL
European XFEL
European XFEL (EuXFEL) ist eine neuartige, internationale Forschungsanlage, welche gerade in der Region Hamburg aufgebaut wird. XFEL wird Forschern erlauben, mit Hilfe von extrem hellen und ultrakurzen Röntgenblitzen kleinste Details zu untersuchen, wie die Struktur von Viren und Nano-Systemen. Ebenso wird es möglich sein, chemische Reaktionen auf atomarer Ebene zu "filmen". Die Herausforderung besteht nicht nur darin, diese Röntgenblitze zu erzeugen, es werden auch völlig neuartige Detektoren benötigt, um die Bilder aufzunehmen. Um die vielfältigen wissenschaftlichen Experimente mit ihren extrem unterschiedlichen Anforderungen durchführen zu können, werden zur Zeit drei Röntgenkamerasysteme mit unterschiedlichen Eigenschaften entwickelt und gebaut.

Eine deutsch-italienische Arbeitsgemeinschaft entwickelt aktuell die DSSC (DEPFET Sensor with Signal Compression) Megapixel Kamera für EuXFEL basierend auf einer neuartigen Variante von DEPFET Detektoren, welche die besonderen Anforderungen von EuXFEL erfüllen können. Diese speziellen DEPFET Detektoren wurden von PNSensor in Zusammenarbeit mit dem MPI Halbleiterlabor entwickelt und patentiert. Da die Röntgenbilder sehr große Helligkeitsunterschiede aufweisen werden, besitzt der Detektor die Fähigkeit, in jedem Pixel sowohl sehr große Mengen an Röntgenphotonen zählen zu können als auch wenige Photonen sehr genau - also zu unterscheiden ob ein oder zwei Photonen (oder keins) den Detektor an dieser Stelle getroffen hat. Zudem ist dieser Detektor besonders schnell, denn XFEL erzeugt bis zu 27.000 Blitze pro Sekunde, jedoch nicht gleichverteilt sondern in Paketen. Daher arbeitet der Detektor mit einer Hochgeschwindigkeitsauslese und erreicht Raten von 4,5 MHz.

Weblinks:
Literatur:
  1. P. Lechner et al., "DEPFET Active Pixel Sensor with Non-Linear Amplification", 2011 IEEE NSS Conference Record, paper N13-1, pages 563-568, Valencia (Spain), October 23-29, 2011
  2. M. Porro et al., "Expected performance of the DEPFET sensor with signal compression: A large format X-ray imager with mega-frame readout capability for the European XFEL", NIM A 617, pp 351-357, 2010
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Beschleunigung der Elektronen im supraleitenden Resonator vor der Erzeugung der Röntgenblitze · Graphik © DESY 1999


Mikroskopbild einer Gruppe von DEPFET Pixeln