Rayonix HS (High Speed) CCD Detektorserie

  • MX340-HS: Hochgeschwindigkeits-CCD-Detektor, 16 Chips, 340 mm x 340 mm Flache , Verkleinerung von 2.9:1

    MX340-HS high speed CCD detector

  • MX225-HS: Hochgeschwindigkeits-CCD-Detektor, 4 Chips, 225 mm x 225 mm Fläche, Verkleinerung von 2.9:1

    MX225-HS high speed CCD detector

  • SX85-HS: Hochgeschwindigkeits-CCD-Detektor, 1 Chip, 85 mm x 85 mm Fläche, Verkleinerung von 2.9:1

    SX85-HS high speed CCD detector

  • LX170-HS: Hochgeschwindigkeits-CCD-Detektor, 2 Chips, 85 x mm x 170 mm Fläche für SAXS/WAXS

    LX170-HS high speed CCD detector

  • LX255-HS: Hochgeschwindigkeits-CCD-Detektor, 3 Chips, 85 x mm x 255 mm Fläche für SAXS/WAXS

    LX255-HS high speed CCD detector

MarXperts ist stolz darauf, Vertriebspartner (außerhalb Amerika) der weltweit fortschrittlichsten CCD-basierten Röntgen-Detektoren von Rayonix, USA, zu sein.

Die HS-Serie ist die neueste Ergänzung der CCD-Detektoren. Sie implementiert die sog. Frame-Transfer-Technologie, die die neuen Detektoren so schnell wie Pixel-Detektoren (bis zu 140 Frames / Sekunde) ohne Kompromisse bei der Datenqualität und Auflösung machen. Somit eignen sich die HS-Detektoren ideal für experimentelle Bedingungen, bei denen die Auslesezeit eines Detektors zum Engpass wird und nicht die Menge an verfügbaren Röntgenphotonen, also für alle modernen Synchrotron-Strahlquellen. Typische Anwendungen sind die Einkristall-Kristallographie einschließlich zeitaufgelöster Untersuchungen, Klein- und Weitwinkelstreuungsexperimente (SAXS / WAXS), Pulverdiffraktion und Röntgen-Computertomographie. Ohne die Zählratenbeschränkungen der konkurrierenden Pixeldetektoren eignen sie sich gleichermaßen für die brandneuen Röntgen-Elektronenlaser-Beamlines (XFEL).

Die Detektoren sind als Einzelchip-Detektoren (SX-30, SX-85) oder als Mosaikanordnungen mit 2x2, 3x3, 4x4 oder 5x5 Arrays mit diversen Glasfaseroptiken erhältlich. Um SAXS während der Messung von WAXS durchzulassen, wurde dabei sogar eine spezielle LX-Serie entwickelt. Diese hat eine lange, rechteckige Erfassungsfläche, die mit einer Kerbe konstruiert wurde, um den direkten Strahl und die SAXS-Daten durchzulassen.

Trotz des modularen Aufbaus weisen die Mosaik-Detektoren keine Lücken zwischen den einzelnen Modulen auf, was ein beträchtlicher Vorteil gegenüber konkurrierenden Pixeldetektoren ist. Die Modelle unterscheiden sich deutlich in der Menge der eingebauten CCD-Chips und der Detektionsfläche. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die für die gesamte Serie üblichen Spezifikationen und weist auf die relevanten Unterschiede hin.


Highlights:

  • EXKLUSIVER SENSOR MIT HIGH SPEED FRAME-TRANSFER TECHNOLOGIE:
    Alle Detektoren der HS-Serie basieren auf einem speziellen CCD-Sensor der Größe 3 x 3 cm mit 1920 x 1920 Pixeln. Eine Glasfaseroptik wird permanent mit dem Sensor verbunden dank einer patentierten Technologie. Die Glasfaseroptiken verwenden Verkleinerungen von 1:1, 1:2.6 oder 2.92 und ergeben so Detektoren mit gewaltiger Detektionsfläche, je nach Anzahl verbauter Module.
  • NIEDRIGES RAUSCHEN, ULTRA-SCHNELLES AUSLESEN:
    Dank der Hochleistungselektronik werden die Chips blitzschnell ausgelesen, entweder mit 8e- im Hochgeschwindigkeitsmodus oder mit 4e- im langsamen rauscharmen Modus. Die Auslesezeit eines gesamten Bilds beträgt ca. 400 msec. Bei einer typischen Pixelbündelung von 2x2 sinkt die Auslesezeit auf 100 msec (10 Bilder/Sek.). Bei Bündelung von 10 x 10 Pixeln wird ein Bild in 7 ms produziert (140 Bilder/Sek.). Die Totzeit zwischen 2 Bildern ist 1 msec.
  • TIEFE TEMPERATURE, NIEDRIGER DUNKELSTROM:
    Der CCD-Sensor wird gekühlt auf -80°C und geschützt durch ein versiegeltes Vakuum. Der resultierende Dunkelstrom ist geringer als 0.003e-/pixel/sec. und ermöglicht somit auch lange Belichtungen von schwach beugenden Proben. Das Kühlsystem benötigt nur einen gewöhnlichen Stromanschluss und kommt ohne Kühhlwasser aus.
  • EICHUNG:
    Die Detektoren werden sorgfältig vor Auslieferung kalibriert und müssen nicht regelmäßig nachgeeicht werden.

Vergleichstabelle

Model SX-30 SX-85 MX-170 MX-225 MX-300 MX-340 MX-425
Aktive Fläche [mm x mm] 30 x 30 85 x 85 170 x 170 225 x 225 300 x 300 340 x 340 425 x 425
Anzahl CCD-Chips 1 1 4 9 16 16 25
Glasfaseroptik Verkleinerung 1 : 1 2.92 : 1 2.92 : 1 2.60 : 1 2.60 : 1 2.92 : 1 2.92 : 1
Pixel in Vollbild 19202 19202 38402 57602 76802 76802 96002
Pixelgröße size in Vollbild [μm] 16 44 44 39 39 44 44
 
Modell LX-170 LX-255
Aktive Fläche [mm x mm] 85 x 170 85 x 255
Anzahl CCD-Chips 2 3
Glasfaseroptik Verkleinerung 2.92 : 1 2.92 : 1
Pixel in Vollbild 1920 x 3840 1920 x 5760
Pixelbröße in Vollbild [μm] 44 44

Technische Daten:

"Detective quantum efficiency" (DQE) bei 8-12 keV up to 0.8
"Point spread function" FWHM < 100 μm
FW 1% < 300 μm
Gain (Electronen per 12 keV Röntgen-Photon) 70 e¯
Rauschen < 8 e¯/pixel
Pixels per Chip 1920 x 1920
Auslesekanäle pro Chip 16
Dunkelstrom bei -80°C ≤ 0.003 e¯/pixel/sec
Aufnahme-Kapazität für 12 keV Photonen 400 ke¯/pixel
Dynamischer Bereich 16 bits
Phosphor Gd2O2S:Tb <40 μm Dicke
Gewicht < 60 kg

mardtb "desktop beamline" Goniometer

mardtbmardtb "desktop beamline"

  • Voll motorisiertes Goniometer mit Unterstützung von diversen Typen von Röntgen-Detektoren

    mardtb goniostat

  • Probenumbgebung mit aufgestellter Chi-Achse bei 60 Grad

    mardtb goniostat

  • Kollimator mit motorisierten Blenden und Ionisationskammern für die Messung des Röntgenstrahls

    mardtb goniostat

  • Motorisierter Gleitmechanismus für das Tieftemperatursystem (optional)

    mardtb goniostat

  • Beleuchtungseinheit mit LEDs zur leichten Probenerkennung (optional)

    mardtb goniostat

  • Fernbedienungseinheit für diverse Motorbewegungen

    mardtb gonioestat


Überblick:

Mit der mardtb "desktop beamline" bringen wir all jene Werkzeuge ins Heimlabor, die die Kristallographen von Synchrotron-Beamlines kennen. Sie bietet einen sehr hohen Automatisierungsgrad. Nahezu alle Bewegungen sind motorisiert. Alle Motoren werden von einem Mikroprozessor gesteuert, der über eine Ethernet-Schnittstelle von einem Host-Rechner bedient werden kann.

 

Highlights:

Vielseitig: Das Instrument kann mit jeder Röntgenstrahlquelle kombiniert werden, von einfachen Stehanoden-Generatoren bis zu modernen Synchrotrons. Das Gerät trägt entweder einen mar345 Bildplatten-Detektor, einen CCD-Detektor (z.B.. SX-165) oder einen Pixeldetektor der PILATUS3 oder EIGER-Serie.
Automatische Strahljustage: Dank einer kardanischen Aufhängung, eingebauten Ionisationskammern und voller Motorisierung kann sich das Gerät vollständig automatisch im Strahl selbst justieren - auf Knopfdruck!
Inverted PHI” Geometrie: Die eingebaute CHI-Achse dreht die PHI-Achse mit dem Goniometerkopf in eine senkrechte Position. Das erleichtert die Montage von gefrorenen Kristallen erheblich!.
Eingebautes Mikroskop: Ein eingebauter LCD-Monitor zeigt einen Ausschnitt von ca. 2 x 1.5 mm um die Probe herum in etwa 50-facher Vergrößerung. Das Videobild steht ebenso auf dem Steuerrechner zur Verfügung.
Echte 2-Theta Achse: Ein 2-Theta Motor ermöglicht eine vertikale Drehung des Detektors um die Probe um bis zu 30 Grad.
Ideale Tieftemperatur-Umgebung: Am Gerät befindet sich eine Montage-Vorrichtung für diverse Tieftemperatur-Systeme (Oxford Cryosystems, Oxford Instruments, Rigaku Xtreme, etc.). Ein Absaugerohr mit justierbarem Durchsatz sorgt für einen laminaren Kühlstrom um die Probe herum und verhindert so Eisbildung.
Bis zu 22 Motore: Je nach Ausstattungsvariante der mardtb (s.u.) kommen bis zu 22 Motoren zum Einsatz.
Erweiterbar: Bis zu 32 Motore können durch die eingebaute Elektronik angesteuert werden. Wir setzen hierfür den Industrie-Standard CAN-Bus ein.

"Desktop beamline" Konfigurationen:

mardtb desktop beamline mit mar345 Bildplatten Detektor 14 Motoren in Standard-Ausführung: Die typischste Variante der mardtb desktop beamline beinhaltet Motoren für die PHI-Achse (Probendrehung), Z-Achse (horizontale Probentranslation), CHI-Achse (zur einfachen Kristallmontage), eine Translation für die Entfernung des Detektors zur Probe, eine 2-theta Achse zur Drehung des Detektors um die Probe, einen Strahlfänger und 2 Paare von horizontalen und vertikalen Blenden. Das kardanische Justierungssystem fügt dem 4 weitere Motore für Translationen und Rotationen des gesamten Geräts um den Primärstrahl hinzu.
mardtb desktop beamline with mautomatic goniometer head 16 Motoren mit automatischem Goniometerkopf: Der automatische Goniometerkopf fügt x- und y-Translationen für die Probe hinzu und macht den gewöhnlichen IUCr-Goniometerkopf obsolet. Probenzentrierung erfolgt entweder vom Steuerrechner oder von der mitgelieferten Fernbedienung.
mardtb easymount: automatic sample loading mechanism 19 Motors in "easymount"-Konfiguration: Der easymount ist eine vollständig motorisierte Vorrichtung zur Montage und Demontage von Proben. Durch den easymount kommt ein Motor für die Kühlgerät-Translation sowie 2 Motoren für den Probentransport zum automatischen Goniometerkopf hinzu. Bitte lesen Sie mehr auf dazu auf der “easymount” Produktseite.
marcsc automatischer Probenwechsler 22 Motore in Probenwechsler-Konfiguration: Der Probenwechsler fügt 3 weitere Motore für die Aufbewahrung von Proben der easymount Variante hinzu. Bitte lesen Sie dazu mehr auf der “Probenwechsler” Produktseite.
 

Optionen und Zubehör:

mardtb desktop beamline with automatic goniometer head Automatischer Goniometerkopf mit motorisierten x,y,z-Translationen:
  • Schrittmotoren für x,y,z-Translationen der Probe
  • Elektromagnet für die magetischen Probenträger
  • Software mit Kristall-Suche Routinen und automatischer Kristallzentrierung ohne menschliches Zutun, wahlweise “Point-and-Click” Zentrierung.
Motorized cryo slider Motorisierte Kühlgerät-Translation: 
  • Lässt den Kopf des Kühlgeräts automatisch bis zu 20 mm hoch und hinuntergleiten.
Beleuchtungseinheit zur Probenmontage Beleuchtungseinheit: 
  • LED’s zur Schaffung einer homogenen Ausleuchtung der Probe
  • Klappbares Paddel für homogenen Hintergrund

Spezifikationen:

Bitte drücken Sie auf die Überschriften zum Ausklappen (englisch).

General features

  • Stand alone operation
    • Works with any X-ray source (Mo sealed tube to latest synchrotrons)
    • Standard mar345 or marCCD detector mount
    • Compatible with mar345s and Rayonix SX-165 and MX-225 CCD-detector systems
  • Automatic alignment via host computer
  • Dedicated microprocessor
    • Real-time OS, TCP/IP services
    • 10BaseT Ethernet interface
    • Industrial serial bus for expandability
    • Open software interface for easy customization

Collimator System

  • Motorized slits
    • Automatic beam shape optimization
    • Variable aperture from 0 to 5 mm with 2.5 µm resolution
    • Individual settings for vertical and horizontal beam width
    • Tungsten slits for high quality beam shaping
    • Automatic or manual setting
  • Ionization chambers with large dynamic range (108)
    • Covers sources from 3rd generation synchrotrons to sealed tubes
    • Fast automatic beam optimization and analysis
    • Automatic capture of primary beam characteristics
  • Fast rotary beam shutter
    • Rotary solenoid for fast operation (1 ms)
    • Optical open- and close-state verification
    • Adaptive exposure synchronization
  • High resolution CCD microscope
    • Viewing direction along the beam path (20° offset)
    • Highly sensitive high resolution CCD camera (0.0003 lux / f1.4)
    • 2 mm x 2 mm viewing area for easy crystal location and centering
    • 4" LCD monitor integrated in collimator (70:1 magnification)
    • Video output for secondary monitor and frame grabber
    • Crystal view capture during data collection
  • Motorized precision tungsten primary beamstop
    • Automatic beamstop to crystal distance optimization
    • Easy beamstop alignment aided by microscope
    • Electronic detector collision protection
    • Easily attachable/detachable
    • 50 mm maximum crystal to beamstop for low resolution optimization
  • Fast rotary beam shutter
    • Rotary solenoid for fast operation (1 ms)
    • Optical open- and close-state verification
    • Adaptive exposure synchronization

Goniometer System

  • High precision phi-axis
    • Horizontal configuration
    • Resolution: 0.000625°/step, speed: up to 900°/min
    • Accuracy: 0.002°, reproducibility: 0.00125°
    • Manual gear unlock (anticlockwise) for easy crystal centering
    • Electronic referencing of zero position
    • Exposure synchronization with shutter feedback
    • Enhanced IUCR goniometer head mount
  • Motor driven phi-axis translation
    • Automatic/manual adjustment, electronic position referencing
    • 20 mm range for a 49 mm IUCR goniometer head, resolution: 0.3125 µm/step
    • Positioning speed up to 12.5 mm/sec for cryogenic purposes
  • Motorized phi-axis swing ('inverted phi')
    • Integrated into phi-axis assembly
    • Configurable swing angle from 0° to 90°

Detector Mount

  • Motorized vertical 2-theta arm (0° to 30°)
    • mar345: 2-thetamax = 96°, dmin(MoKalpha)=0.48 Å, dmin(CuKalpha)=1.04 Å
    • SX-165: 2-thetamax = 106°, dmin(MoKalpha)=0.44 Å, dmin(CuKalpha)=0.96 Å
    • No distance restrictions, electronic position referencing
    • High resolution positioning (approx. 0.0001°/step at about 1°/sec)
  • Motorized crystal to detector distance translation stage
    • mar345: 75 mm to 425 mm, marCCD: 20 mm to 370 mm
    • Integrated into 2-theta arm , no theta restrictions
    • Electronic position referencing
    • Resolution: 1.25 µm/step, speed: up to 25 mm/sec

Cardanic Cradle

  • Positional alignment
    • High precision vertical and horizontal translation
    • Automatic primary beam profiling
    • Vertical range: ± 7.5 mm (352.5 mm to 367.5 mm above table top)
    • Vertical resolution: < 1 µm (0.05 µm/step), vertical speed: 0.2 mm/sec
    • Horizontal range: ± 10 mm
    • Horizontal resolution: < 1 µm (0.3125 µm/step), horizontal speed: 3 mm/sec
  • Positional alignment
    • Directional alignment
    • Spindle driven horizontal and vertical rotation
    • Automatic beam optimization
    • Vertical rotation range: approx. ± 2°
    • Vertical resolution: approx. 0.3 µrad/step, vertical speed: approx. 2 mrad/sec
    • Horizontal rotation range: ± 3.5°
    • Horizontal resolution: approx. 0.8 µrad/step, horizontal speed: approx. 15 mrad/sec
  • Beam Profilingt
    • Configurable adaptive beam optimization:
    • any beam from any optic
    • Fully automatic 3D beam profile analysis

Cryogenic Attachments

  • Cryostream mount at 45° about the beam axis (5° towards the source)
  • Cryostream exhaust with an adjustable flow rate, up to 50 l/minute capacity and virtually no icing near the sample
  • Support for Oxford Cryostream 600 to 800 & Cobra series, Oxford Instruments Cryojet and Rigaku Xstream


Downloads und Handbücher:

SX-165 CCD Detektor

SX-165 CCD Detektor MarXperts ist Hauptvertriebspartner (außerhalb Amerika) der weltweit fortschrittlichsten CCD-basierten Röntgen-Detektoren von Rayonix, USA. Die Detektoren der SX-Serie sind die einzigen CCD-Röntgendetektoren, die sich sowohl für den Einsatz an Synchrotrons als auch auf Heimquellen eignen. Der SX-165 verfügt über einen runden, 165 mm großen aktiven Bereich und einen hochauflösenden CCD-Chip. Von der makromolekularen Kristallographie bis zur Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) ist der SX-165 weltweit bekannt für unübertroffene Bildgebung und hervorragende Zuverlässigkeit. Über einen sog. Frameshift-Modus kann der Detektor sogar für zeitaufgelöste Studien in der Größenordnung von Millisekunden eingesetzt werden. Der SX-165 kann mit oder ohne mardtb Goniometer verwendet werden.

Highlights:

  • GROSSE DETEKTIONSFLÄCHE:
    Der SX-165 Detektor verwendet einen einzelnen 4kx4k Chip, der permanent an eine konisch zulaufende Glasfaseroptik angebunden ist. Durch die Optik wird ein rundes Beugungsbild mit 165 mm Durchmesser auf einem rechteckigen Chip erzeugt.
  • NIEDRIGES RAUSCHEN, SCHNELLES AUSLESEN:
    Die spezielle Eletronik ist optimiert auf extrem niedriges Rauschen bei hoher Auslesegeschwindigkeit. Der SX-165 liest den Chip aus 4 Kanälen gleichzeitig und produziert ein Bild mit 2048x2048 Pixeln in 2.5 Skunden mit weniger Rauschen als jeder andere CCD-Detektor.
  • TIEFE TEMPERATURE, NIEDRIGER DUNKELSTROM:
    Der CCD chip im SX-165 wird gekühlt auf -70°C und geschützt durch ein versiegeltes Vakuum. Der resultierende Dunkelstrom ist geringer als 0.01e-/Pixel/Sek. und ermöglicht so lange Belichtungszeiten für Datensammlungen selbst von kleinen Kristallen oder schwachen Röntgenquellen. Das Kühlsystem benötigt lediglich einen normalen Stromanschluss und kommt ohne Kühlwasser aus.
  • SORGFÄLTIGE EICHUNG:
    Der SX-165 wird sorgfältig kalibriert vor der Auslieferung. Wegen der permanenten Verbindung zwischen Glasfaseroptik und CCD-Chip benötigt das Gerät keine regelmäßige Neukalibrierung.
  • ZEITAUFGELÖSTES IMAGING IN MILLISEKUNDEN:
    Eine neuentwickelte optionale Art der Datensammlung mit dem SX-165 ermöglicht die Aufnahme einzelner Bilder in Millisekunden. Der sog. "Frame-shift"-Modus verwendet nur einen Teil des Chips zur Datenaufnahme und den Rest zur Datenspeicherung. Nachdem das erste Bild einer Sequenz aufgenommen wurde, wird eine konfigurierbare Anzahl von Pixelreihen im CCD-Chip verschoben und bis dahin ungenutzte Pixel weiterbelichtet. Erst wenn alle Pixel belichtet sind, wird der Chip als Ganzes ausgelesen.

Spezifiationen:

  • Detektor:
    • On-chip hardware binning - wählbar per Software
    • Phosphor: Gd2O2S:Tb <40 μm Dicke
    • Geschlossener Kühlkreislauf bis -80°C
    • CCD Sensoren werden ausgewählt in Bezug auf niedriges Rauschen und sonstige Defekte. Alle verbliebenen Defekte sind korregierbar und in der Kalibrierungstabelle integriert. Die Glasfaseroptik besitzt einen geringen Thorium-Anteil und minimale geometrische Abweichungen
  • Steuereinheit:
    • Proprietärer PCI Busmaster DMA Controller mit Kerneltreiber
    • Direkter Datentransfer zum PC in Echtzeit ohne CPU-Last
    • Optisch isolierter digitaler Eingang für externen Shutter und externes Auslesesignal
    • Optisch isolierter digitaler Ausgang für externen Shutter
    • Schaltung für external Magnetshutter (24V zum Öffnen, 3V zum Halten).

Technische Daten:

Aktive Fläche 165 mm diameter
Anzahl CCD-chips 1
Pixel per Chip 4096 x 4096
Auslesekanäle auf Chip 4
Glasfaseroptik-Verkleinerung 2.7 : 1
Bild- und Pixelgrößen, wählbar per Software 2048 x 2048 (80 μm)
1024 x 1024 (160 μm)
512 x 512 (320 μm)
"Detective quantum efficiency" (DQE) bei 8-12 keV up to 0.8
"Point spread function" FWHM < 100 μm
FW 1% < 300 μm
Gain (Electronen per 12 keV Röntgen-Photon) 6 e¯
Ausleserauschen  < 13 e¯/pixel
Dunkelstrom bei -70°C ≤ 0.01 e¯/pixel/sec
Aufnahme-Kapazität für 12 keV Photonen 45.000 photons/pixel
Dynamischer Bereich 16 bits
   
Abmessung Lesekopf (HxBxL) 22 x 22 x 34 cm
Gewicht Lesekopf < 20 kg
   
Abmessungen Elektronikrack (HxBxL) 72 x 43 x 64 cm
Gewicht Elektronikrack < 60 kg

Downloads und Handbücher:

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