Roentdek Handels GmbH
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Delay-Line-Detector


電子、イオン、光子(X線＆UV)、中性子検出用 delay-line リードアウトMCP検出器。

デジタル回路で、位置と時間を同時に測定し、高速にカウントする。

UHV-対応

DLD ***　　 HEX75　　 Electronics　　 コーティング　 製品リスト



DLD 40(or 80 or 120)

Delay-Line アノード (2 次元)
高カウントレート (1MHz)
マルチヒット可能 (10ns)
大有効径検出器可能
Delay-Line アノード (1 次元)
高カウントレート (1MHz)
マルチヒット可能 (10ns)
分光測定可能

For Delay-line anode readout
Differential amplifier with integrated constant fraction discriminator (multihit pulse pair resolution 10ns)
Standalone time-to-digital converter (TDC) 20kHz, PC-based
Standalone histogram-TDC HM1 1MHz, PC-based

DLD 40 ― 有効径40mmの検出器

DLD 80 ― 有効径80mmの検出器

DLD 120 ― 有効径120mmの検出器 		　

Microchannel-Plate detector with delay-line readout



Image of a shadow mask by illumination with an alpha-source, hexagonal arrays with 0.2mm obstacle width, taken with DLD80.



HEX-75 HEX-75検出器
他の多くのMCP検出器システムと異なり、RoentDec社のDLD40やDLD80　delay-line 検出器は、高い複数の荷電粒子検出能力(multi-hits)と、それぞれの粒子の入射位置座標と時間座標を同時("3d-detection")に解析します。

しかし、もし２つ別々に入射した場合の相対的入射時間(timely pulse pair distance)が、電気回路の電気的なパルス持続時間と同程度かそれ以下の場合、これらの入射情報は、失われてるか、不明瞭になる。さらに使用するmulti-hit TDCのパルス−ペア分解能 (pulse pair dead time)のリミットは、より好ましい時間的なパルス-ペア分解能の別の制限に負わせることができ、RoentDecの multi-hit TDCを使ったシステムではパルス-ペアデッドタイムは、10-15nsec.です。

もし２つの入射が時間的に接近していた場合、もし相対的X、Y座標距離がある値より大きい場合は、計測することができる。
もちろんこのことは２入射以上のパーティクルシャワーの場合にも当てはまり、もっとも小さい２入射のパルスペア時間差の値は、前記が適応される。

10ns以下のパルス-ペアデッドタイムを改善する為に、RoentDec社は、新しいHexanode (patents pending)を使用したdelay-line検出器を開発した。多くの点でこの検出器は、スタンダードDLD検出器と同じで、違いは独立した第３のdelay-line レイヤを持ち、３つのdelay-lineレイヤは、６０度毎に作られている。 このレイヤの２つから得られる信号は、スタンダードDLD検出器(お互い９０度違えて作られたレイヤを持つ)の性能を十分得られる。 しかし:

付け加えられた第３のレイヤにより、ある２つの入射粒子の、相対的時間あるいは相対的位置の違いが、それぞれパルス-ペアデッドタイム Dpp or Dpp × v⊥より大きいとき、マルチヒット(2もしくはそれ以上の入射)の完全で正確な検出ができる。

正確ではないが簡単に述べると: hexagon delay-line アノードは、もし粒子が同時にしかも同じ位置に入射した場合のみ検出できない。 		　

HEX75アノード

a delay-line anode with three layers for redundant multi-hit detection.
　


Recovery ratio as function of the relative arrival time Dtpp of a pair of particles, for DL80/Hexanode80 and 10 nsec electronic dead-time.





Hex75組み上がり図
(FT16‐TP/200 検出器取り付けユニット)






Square DL electronic deadtime
10 nsec & Delta tpp = 2.5 nsec 		　




Hexagonal DL electronic deadtime
10 nsec & Delta tpp = 0 nsec


DL80/Hexanode75 (in mm)に対するダブルヒットブラインド領域。
2つの粒子の相対位置のプロット。





Square DL 		　




Hexagonal DL

COLTRIMS実験のH 2 のクーロンエクスプロージョンのシュミレーション。
Dtpp < 4 nsecに対するただ1つのイベントのプロット。

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Electronics　　　製品リスト参照

TDC
RoentDek は、RoentDek delay-line 検出器に最適化した time-to-digital コンバータ (TDCs)の 開発をおこない、acam GP1 TDC-Chipを用いたHM1-TDC ISAとLeCroy MTD133B-chip.を用いたTDC8を提供しています。もし他のTDCを使用したい場合は、 ここをクリックしてください。

HM1-TDC ISA or PCI for PC, based on the GP1 TDC-chip from acam

LMF-Mode (Used for List-Mode-Data-Acquisition)
Standard TOF-Mode

仕様
# of channels 4 (common start)
# of hits per channel 3 or 4
input signal level ECL
resolution 150-500ps/Channel
range 14 or 15 Bit -＞ up to 6.7μs
special long-range mode up to 100ms
multi hit dead time 20ns guaranteed, 15ns typical
DAQ Speed
(400MHz/PII with CoboldPC)		 typical 20kHz with 1 hit/channel all channels
PC-Bus System ISA or PCI


Histogram-Mode (Used for List-Mode-Data-Acquisition)
Data format different from LMF-Mode (ASCII-Histogram)


仕様
# of channels 2 or 4 (fixed)
# of hits per channel 1
resolution 150ps/Channel
range 11 Bit out of 14 Bit -> 305ns out of 6.7μs
Histograming Speed (independent from CPU Speed) up to 1MHz
Histogram Modes for
- simultaneous position (2-dimensional)
- simultaneous position and time (3-dimensional)		 4
Mode 1 = 2048*2048 channels
Mode 2 = 512*512*16 channels
Mode 3 = 256*256*64 channels
Mode 4 = 128*128*256 channels
Memory 32MByte
Banks 2 * 16MByte (can be used alternately for continuous measurements)

　

HM1 Module front view.

 


TDC8HP 8チャンネルTDC

CERN HPTDCを使用した 8-チャンネルTDCで、 <100psec (nominal least bit 25psec)、レンジ +/- 200μs、n-fold multi-hit、 common start/stop、 Nim シグナル入力、PCI カード、 CoboldPCデータ取り込みと解析ソフト及び接続ケーブル(lemo)が付属します。DLD40の場合、位置分解能は、100 ミクロン未満、その他のDLDアノードの場合は 50ミクロン未満です。データ取り込み速度は30kHz以上で、 2 個 (あるいは N個) 組み合わせて16 チャンネルTDC (TDCHP16、もしくは Nx8)も可能です。TDC8-PCI-2と互換性があります。

　

TDC8HP 8チャンネルTDC

　



ATR19 8チャンネルアンプ/ ディスクリミネータ

Hex75用の8チャンネル差動アンプで、FT16(12)-TPからのシグナルを増幅する為に使用します。そしてTDCへのタイミング信号を出力します。 検出器からの信号は、ATR8の前面パネルの入力に同軸ケーブルで接続する以外は、DLATR8(6)と同じです。19インチラックマウント、出力は、NIM(standard)またはECL(ECL version)、電源は220V/110V ACから供給されます。

ATR-19

　

　

FT16‐TP/200 検出器取り付けユニット

FT16-TP/200:
Hex75取り付けキット付きのFT16-TPと直接取り付けるためのCF200-CF35×2アダプタフランジ(ICF253-ICF70×2) 用取り付けキットが含まれたものです。取り付けポートは少なくとも直径200ｍｍが必要です。

FT16-TPは、12+4ピンセラミックスUHVフィードスルーとディレイライン検出器用のUHVケーブル(4KV DC用)付きのCF35(ICF70)(フランジ2個)に取り付けた HF signal de-coupler からなります。 これには、FT12-TPhex、３シグナルHF signal de-coupler とlomo端子が含まれます。 １シグナルHF signal de-coupler は、検出器側はMHV(もしくはSHV)、高電圧入力はSHV、HF信号出力は50Ωレモ同軸です。

　
高圧電源
　
　 HV2/4:
MCP用のprotective 2x4kV-高圧電源 、1 NIM ユニット幅. 4 kV 、3 mA正/負、の独立した２チャンネル出力。 印加電圧、電流表示、電圧調整及び電流制限調整(ロック機構付) CATSA2/3 と DLATR6 ユニットに対するパワー出力 		　

BIASET2：
MCP用の４KV高電圧電源で4チャンネルまで増設できます。正/負４KV　3mA の電圧、電流表示、設定電圧でのtrip/hold プロテクション、電流制限機構がついています。 SHV-SHVケーブル付き。

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Efficiency enhancing coatings on MCP
for photon detection can now also be obtained for the RoentDek detectors. We have recently proven our ability to produce and safely deliver a coated MCP set for UV and soft-X-ray detection to a customer.

As known from the literature coatings like CsI significantly enhance the detection efficiency for photon energies between UV wavelengths and several keV but are rather difficult to handle [Fraser et al., Nucl. Instrum. Meth. 224 (1984) 272-286].

It could be shown that a DLD80 detector with CsI coating delivered to the Soft X-ray Spectroscopy Laboratory of RIKEN, SPring8, Japan provides high and stable quantum efficiency for X-rays of 1 keV energy. The absolute quantum efficiency was not measured but from comparing detection rates with and without a repelling field for the secondary electrons the efficiency enhancement is within the expectations.

The figure shows flourescence lines from a soft X-ray-spectrograph at KEK, Tsukuba.

　


Raw image of the grating output onto the detector plane

　
The new detector allows coincidence experiments involving soft-X-ray photon detection from gas phase and solid targets.

Also, by combining pulsed Synchrotron radiation with the good time resolution of the RoentDek DLD detectors one can reduce background from stray particles and dark counts. So it is now possible to analyse very weak lines that would otherwise be obscured by background.

RoentDek can supply different coatings for UV, VUV and soft-X-ray detection purposes. As the handling of the detector usually demands short intervals of exposure to ambient air only coatings such as CsI, KBr or MgFl2 can be produced for open detectors, i.e. those having a certain tolerance to water vapor. It could be demonstrated that the shipping and standard handling processes of a DLD detector by the user does not degrade the coating if some precautions are taken.

　

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