La camera di irradiazione a raggi X (XRIC)

L'XRIC consente di effettuare la caratterizzazione dell'efficienza di trasferimento di carica (CTE) e fornisce un metodo alternativo al metodo di trasferimento dei fotoni per la misurazione del guadagno dell'amplificatore. Questo compito viene svolto esponendo il CCD a una sorgente di raggi X. I fotoni a raggi X depositano in un singolo evento pixel una carica nota, ad esempio una sorgente Fe55 produce fotoni a 5,9 keV che depositano 1620 elettroni.

La CTE ed il guadagno dell'amplificatore sono ottenuti dall'analisi della distribuzione del segnale a seguito di un'esposizione alla sorgente di raggi X.

La Figura 1 mostra il pannello XRIC mentre nel pannello inferiore è visibile durante l'operazione di montaggio con un criostato a infrarossi da laboratorio che ospita un CCD E2V 4280. La sorgente di raggi X Fe55 è alloggiata all'interno di un supporto in alluminio. Come si può vedere dalla figura 1, il coperchio del supporto funge da otturatore meccanico, questo viene attivato per mezzo di un attuatore della pompa posizionato nella parte inferiore della camera. L'otturatore può essere azionato anche manualmente. Questo tipo di camera può essere interfacciata direttamente con vari criostati (ad esempio Infrared-lab o Oxford-Instruments) e consente di far funzionare il CCD e la sorgente di raggi X in condizioni di vuoto (ottenute evacuando dalla valvola del criostato), garantendo così un'elevata trasmissione ai fotoni X.

Figura 1. La fotocamera XRIC. Sul pannello in basso a sinistra l'XRIC viene montato su un criostato a infrarossi da laboratorio che ospita un CCD E2V 4280.

Un esempio di misura per un CCD E2V-4280 ottenuta per un tempo di esposizione di 10 secondi alla sorgente di raggi X, è mostrato nella Figura 2 mentre le misure di efficienza di trasferimento della carica (CTE) e del guadagno dell'amplificatore sono mostrate nella Figura 3. La riga principale (Kalpha) emessa dalla sorgente ha un'energia di 5,9 KeV e quindi ogni fotone può generare una carica di 1620 e- su un pixel. La misura della posizione della linea sul diagramma di Figura 2 (riquadro a sinistra) ci consente di determinare direttamente il guadagno del sistema con una precisione migliore dell'1%. La CTE viene misurata raggruppando tutte le colonne e riportando in un plot il segnale rispetto al numero di pixel trasferiti (numero di colonna). La CTE è data dalla formula nella parte inferiore del pannello di destra (dove Charge_loss è la quantità di carica persa in Nt trasferimenti).

Figura 2. 10 secondi di tempo di esposizione ai raggi X per un CCD E2V 4280. Nel pannello di destra viene mostrata l'area selezionata nel pannello di sinistra.

Figura 3. Esempio di misure di guadagno (pannello sinistro) e CTE (pannello destro).