Speaker
Description
上海硬X射线自由电子激光（SHINE, Shanghai HIgh repetition rate XFEL aNd Extreme light facility）是我国首台工作在硬X射线波段的自由电子激光装置。STARLIGHT(SemiconducTor Array detectoR with Large dynamIc ranGe and cHarge in Tegrating readout) 是一种针对SHINE的探测器需求研发的电荷积分型像素探测器，未来将部署在 SHINE 的多个实验站上。STARLIGHT前端模块中的读出芯片为HYLITE（High dYmamic range free electron Laser Imaging deTEctor）。该芯片将实现连续模式下12 kHz的读出帧率。HYLITE上的每个像素都采用了动态增益技术，可在三种增益模式之间自动切换，在12 keV光子能量下，具有高达1000光子的动态范围。像素内集成了独立的ADC，可实现全芯片并行的模数转换。
HYLITE200F 是 HYLITE 的第一个全尺寸芯片，采用 CMOS 130 nm 工艺实现，像素尺寸为 200 μm × 200 μm，像素阵列大小为 64 × 64。此外，HYLITE200F还采用了倒装焊工艺来连接4片ASIC和一片传感器，组成了一个小尺寸的前端测试模块。
本文将展示 HYLITE200F 单芯片性能以及小尺寸模块的测试结果。测试结果表明，HYLITE200F 芯片的增益具有良好的均匀性。同时，当入射光子的能量为12 keV，芯片输入动态范围为1~10000光子时，非线性度小于3 %。芯片具有单光子灵敏度，信噪比为 6.5。在连续读出模式下， HYLITE200F的帧刷新率为6.3 kHz。目前，测试模块已经在X射线管的照射下成功完成了成像实验。
